CN102695914A - 发光、光伏或其它电子装置及***以及制造其之方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子装置,例如,由发光二极管LED所构成的发光组件或是包括光伏二极管的电力产生装置,其可以使用半导体或是其它基板颗粒油墨或悬浮液并且使用透镜颗粒油墨或悬浮液,经由印刷制程来创造。其中一种示范性装置包括:基底;至少一个第一导体;多个二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及悬浮在聚合物之中的多个透镜,它们会被沉积在或被附接在所述二极管的上方。于某些实施例中,所述透镜与二极管为实质球状而且平均直径或长度的比例介于约10∶1与2∶1之间。所述二极管可能是LED或是光伏二极管,且于某些实施例中。

Description

发光、光伏或其它电子装置及***以及制造其之方法
技术领域
本发明大体上关于发光以及光伏技术;且更明确地说,本发明是关于发光、光伏或其它电子装置及***,以及制造发光、光伏或其它电子装置或***的方法。
背景技术
具有发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的发光装置通常需要使用多道集成电路制程步骤在一半导体晶圆上创造所述LED。接着会分割该晶圆,个别的LED会被放置在反射性的壳体之中,而多条焊线会各自被附接至每一个LED。这是耗时、劳力密集而且昂贵的制程,从而使得以LED为基础的发光组件通常过于昂贵而无法用在众多消费性应用中。
同样地,能量产生组件(例如光伏面板)通常也需要使用多道集成电路制程步骤以在半导体晶圆或其它基板上创造所述光伏二极管。接着,所生成的晶圆或其它基板会被封装和组装用以创造所述光伏面板。这同样是耗时、劳力密集而且昂贵的制程,从而使得光伏组件同样会过于昂贵而在没有补助或没有其它政府奖励下无法普及使用。
制造光伏组件的其它方法同样正在开发中。举例来说,Hammerbacher等人于2008年11月27日所公开的美国专利申请公开案第2008/0289688号,该案的标题为“包含球状半导体颗粒的光伏装置(Photovoltaic Apparatus IncludingSpherical Semiconducting Particles)”,以及Hamakawa等人于2004年3月16日所获颁的美国专利案第6,706,959号,该案的标题为“光伏装置以及用于大量生产球状半导体颗粒的大量生产装置(Photovoltaic Apparatus and MassProducing Apparatus for Mass Producing Spherical Semiconducting Particles)”,两案均揭示一种刚开始使用球状二极管的方法,所述球状二极管具有一以整个球体为中心所形成的pn接面;不过,接着,因为需要对每一个个别的二极管进行对应的微加工处理用以移除该球体及其pn接面的大量区段以便于一内部的核心部分之中形成一凹穴,因而会有制造的问题。刚开始,一球状二极管会经过微加工处理,以便明显或显著地变成非球体,创造具有一裸露之内部核心部分的实质平坦内凹侧,方能接触该二极管中n型(或者等效说法为N型)或p型(或者等效说法为P型)内部基板部分,以便焊接至一电极。一旦经过微加工处理后,所述个别的非球状二极管便必须被正确地定向、被个别放置并且在该二极管的外部及凹陷的内部两个地方同时被焊接至导体,以便产生最终的组件。再次地,这同样是耗时、劳力密集而且昂贵的制程,要达普及使用会有相当的难度。
Ebert于1987年1月20日所获颁的美国专利案第4,638,110号中揭示另一种制造光伏组件的方法,该案的标题为“和光伏半导体组件有关的方法和装置(Methods and Apparatus Relating to Photovoltaic Semiconductor Devices)”,其运用一种透明的固体薄板来形成一具有单一折射率的一体成形的毗邻太阳能聚合透镜数组,于该透明的固体薄板的第一侧之上会有一曲率数组。该透镜面板进一步具有一平坦的第二侧,其会被耦合并且被固定至一事先制好的面板,该事先制好的面板具有被一绝缘层分离的多个固体导电层。于此方法中,一镭射会沿着该薄板中的每一个个别透镜步进前进,其会聚焦镭射射束,用以对该事先制好的面板进行微加工并且在该事先制好的面板中钻凿一对应的孔洞,贯穿所述固体、事先形成的导电层与绝缘层。所产生的数组具有大量非常小的凿孔,接着,便会利用一半导电材料或是多个事先制好的二极管来填补所述凿孔,用以创造一光伏电池胞,每一个聚合透镜皆会被设计成比所产生的光伏电池胞大50至100倍。由于该透镜数组的聚焦作用的关系,需要用到分离的太阳能追踪装配件来移动整个组件,用以追踪太阳能位置,因为光仅会从很小的角度范围处被聚焦在所述太阳能电池胞之上,所以,从其它角度处入射的光会被聚焦在该事先制好的面板的其它非太阳能电池胞部分之上。此微加工方法的接受度并不普及,可能是因为有许多尚未解决的难题的关系,例如:定向、对齐事先制好的二极管并且放置在每一个凿孔之中的问题;无法于所述凿孔之中创造结晶结构质量足以达成有效功能的半导体;无法在被该透镜面板覆盖的凿孔的区域(用以曝露至该被聚焦光)之中形成一pn接面;因为所述凿孔的小尺寸造成的制造问题;无法一致性的填充所述凿孔;无法焊接所述已涂敷的半导电材料或事先制好的二极管用以和被事先形成在该面板中的剩余(未被烧蚀的)固体导电层创造具有完整功能且可靠的奥姆接点;因为镭射加工碎屑的关系会在导电层之间产生短路电路;...等而且没有任何限制。此外,此方法及所生成的装置并无法用以创造可寻址或动态的LED显示器。
就发光组件来说,各种其它发光装置与方法的发展已经朝向提高从该发光组件处实际发出的光的数量。举例来说,Lu于2007年5月17日所公开的美国专利申请公开案第2007/0108459号,该案的标题为“制造发光组件的方法(Methods of Manufacturing Light Emitting Devices)”,便揭示各种透镜与光抽出结构并且开发出多种几何形状以试图最小化内部反射,俾使得从LED发出的光实际上会从该组件处输出。
除了其它各种原因以外,由于复杂性的关系,光源组件和以LED为基础的组件的材料及制造成本依然太高,而无法普及采用。因此,依然需要有在已并入组件方面及在制造容易度方面会被设计成比较不昂贵的发光装置及/或光伏装置。另外,还依然需要利用比较不昂贵且比较耐用的制程来制造此等发光组件或光伏组件的方法,从而产生可供消费者及企业普及使用与采用的以LED为基础的发光组件与光伏面板。
发明内容
本发明的示范性实施例提供一种新型以LED为基础的发光组件与光伏组件,以及使用印刷技术和涂布技术来制造此等组件的新方法。所述新颖的以光伏及/或LED为基础的发光组件可以被制作成各式各样的尺寸,从相当于移动电话显示器的尺寸到广告牌显示器的尺寸(或者更大)。所述示范性的新颖的以光伏及/或LED为基础的发光组件还非常耐用并且能够操作在各式各样的条件下,所述条件包含户外及其它严苛的环境条件。所述制造以光伏及/或LED为基础的发光组件的示范性新颖方法运用相当低温的处理并且会在制造该组件的当下便创造出对应的二极管,并非运用已完成或经过封装的二极管(后端制造),所述已完成或经过封装的二极管接着要在一额外的制造循环中依序个别且分开放置在一产品之中。所述以光伏及/或LED为基础的发光组件的示范性新颖透镜作用结构还可以提供模式耦合以及较宽的入射或散布角度,而不需要分开追踪或其它面板移动。所述制造以光伏及/或LED为基础的发光组件的示范性新颖方法会提供非常低成本的最终产品,从而进一步达到普及采用此等能量生产及节能组件的目的。
于其中一种示范性实施例中,装置包括:基底,其包括多条分隔的通道;多个第一导体,它们会被耦合至该基底,每一个第一导体皆位于所述多条分隔信道中对应的信道之中;多个实质球状二极管,它们会被耦合至所述多个第一导体;多个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;以及多个实质球状透镜,它们具有至少一个第一折射率,所述多个实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
于各种示范性实施例中,实质上所有所述多个实质球状二极管可能会具有实质半球状壳pn接面。另外,于各种示范性实施例中,实质所有所述多个实质球状二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五可具有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。于额外的各种示范性实施例中,所述多个实质球状二极管中的每一个二极管皆可包括:第一部分,其具有实质半球状壳或有盖的pn接面;以及第二部分,其具有至少部分球状体的基板。
于数个示范性实施例中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个实质球状二极管的平均直径的比例可能实质上约为五比一(5∶1)。于其它各种示范性实施例中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个实质球状二极管的平均直径的比例可能介于约十比一(10∶1)与二比一(2∶1)之间。于各种示范性实施例中,所述多个实质球状透镜的对照尺寸或间隔可提供模式耦合至所述多个实质球状二极管。另外,于各种示范性实施例中,所述多个实质球状二极管的平均直径可能会大于约二十(20)微米且小于约四十(40)微米。
在任何所述各种示范性实施例中,所述多个实质球状二极管可能为半导体发光二极管、有机发光二极管、经囊封的有机发光二极管、聚合物发光二极管或是光伏二极管。举例来说,所述多个实质球状二极管可能包括氮化镓、砷化镓或是硅。
于任何所述各种示范性实施例中,多个第三导体可能会被耦合至所述多个第二导体。该基底可能进一步包括反射器或折射器,例如,布拉格反射器或是反射性塑料或聚酯涂料。多个导电穿孔(via)可能会延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述多个第一导体。该基底可能还进一步包括导电背部平面,其会被耦合至所述多个导电穿孔并且会被耦合至或是整合至该基底的第二侧。于各种示范性实施例中,所述多个导电穿孔可能包括多个实质随机分布、实质球状导体。
另外,于各种示范性实施例中,多个绝缘体可能会被对应耦合至每一个所述多个实质球状二极管并且可能包括多个无机介电颗粒,所述颗粒会连同光起始剂化合物(photoinitiator compound)悬浮在第二聚合物或树脂之中,或者可能包括光起始剂化合物以及第二聚合物或树脂。
于各种示范性实施例中,该基底具有实质平坦的整体外形因子,其具有或不具有表面特征图样,而且厚度小于约两毫米。举例来说,该基底可能包括下面至少其中一个:纸张、有涂布的纸张、塑料材质有涂布的纸张、有浮雕的纸张、纤维纸张、硬纸板、海报纸张、海报纸板、木材、塑料、橡胶、织物、玻璃及/或陶瓷。所述多条分隔的通道可能实质上为平行,或者,可能至少部分为半球状并且会被设置在一数组中,或者,可能至少部分为抛物状。该基底可能进一步包括多个有角度的脊部。所述多条分隔的通道亦可能进一步包括多个一体成形的凸出部或支撑部。对此一示范性实施例来说,所述多个第一导体会被耦合至所述多条分隔通道里面的所述多个一体成形凸出部或支撑部,而且所述多个实质球状二极管会被合金化、或是会被退火或是会被化学耦合至所述多个第一导体。
所述多个第一导体可能包括已固化的导电油墨或是已固化的导电聚合物。举例来说,所述多个第一导体可能包括下面固化形式的导体类型中的至少其中一个:银质导电油墨、铜质导电油墨、金质导电油墨、铝质导电油墨、锡质导电油墨、碳质导电油墨、奈米碳管聚合物或是导电聚合物。于其它各种示范性实施例中,所述多个第一导体实质上包括有溅镀、有涂布、有气相沉积、或是有电镀的金属、金属合金、或是多种金属的组合,例如,举例来说,铝、铜、银、镍或是金。
所述多个第二导体可能包括悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导电化合物。举例来说,所述多个第二导体可能包括悬浮在一聚合物、树脂或其它媒介之中的下面化合物中的至少其中一个:奈米碳管、氧化锑锡、氧化铟锡或是聚二氧乙基噻吩(polyethylene-dioxithiophene)。
于数个示范性实施例中,所述多个透镜可能包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
于各种示范性实施例中,所述多个实质球状二极管会被退火或是被合金化至所述多个第一导体或是位于所述多个第一导体里面。于其它各种示范性实施例中,所述多个实质球状二极管会被化学耦合至所述多个第一导体或是位于所述多个第一导体里面。于另一示范性实施例中,所述多个二极管会藉由邻接被耦合至所述多个第一导体或是位于所述多个第一导体里面。
其中一种示范性设备或***可能进一步包括:用于***至标准发光插槽之中的接口,例如,和E12、E14、E26、E27或是GU-10发光标准兼容的接口;用于***至标准爱迪生型发光插槽之中的接口;或是用于***至标准荧光型发光插槽之中的接口。
另一示范性实施例是一种装置,其包括:基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个实质球状二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;以及多个实质球状透镜,它们会悬浮在第一聚合物之中并且会被耦合至所述多个实质球状二极管。于其中一种示范性实施例中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
另一示范性装置包括:基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个实质光学共振二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质光学共振二极管;以及多个透镜,它们会悬浮在第一聚合物之中并且会被耦合至所述多个实质光学共振二极管,所述多个透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。于各种示范性实施例中,所述多个实质光学共振二极管可能为实质球状、实质超环面或是实质柱状。另外,于各种示范性实施例中,所述多个透镜实质上可能为球状、半球状、多面状、椭圆形、长椭圆形(oblong)、立方体、棱形、梯形、三角形或是金字塔形。
于各种示范性实施例中,该装置可能为可挠性、或是可折迭、或是可皱折。
本发明还揭示一种示范性***,其包括:接口,用于***至标准发光插槽之中;基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个实质球状二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体,所述多个实质球状二极管的平均直径可能会大于约二十(20)微米且小于约四十(40)微米;至少一个绝缘体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;以及多个实质球状透镜,它们会悬浮在聚合物之中并且会被耦合至所述多个实质球状二极管,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该聚合物具有至少一个第二、不同的折射率,其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个实质球状二极管的平均直径的比例介于约十比一(10∶1)与二比一(2∶1)之间。
另一示范性装置包括:基底,其具有多条分隔的通道,所述多条分隔通道中的每一条通道皆包括多个一体成形的凸出部;导电背部平面,其会被耦合至该基底或是会与该基底一体成形;多个导电穿孔,它们是会于该基底里面并且会被耦合至该导电背部平面;至少一个第一导体,它们会被耦合至所述多个导电穿孔并且会被耦合至所述一体成形的凸出部;多个实质球状二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体,实质所有所述多个实质球状二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五会有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;以及多个实质球状透镜,它们会悬浮在聚合物之中并且会被耦合至所述多个实质球状二极管。
于数个示范性实施例中,装置包括:基底,其具有多条分隔的通道;多个第一导体,它们会被耦合至该基底,每一个第一导体皆位于所述多条分隔信道中对应的信道之中;多个二极管,它们会被耦合至所述多个第一导体;多个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及多个实质球状透镜,它们具有至少一个第一折射率,所述多个实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。于各种示范性实施例中,所述多个二极管可能为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面或是实质椭圆形。
于另一示范性实施例中,装置包括:基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及多个实质球状透镜,它们会悬浮在第一聚合物之中并且会被耦合至所述多个二极管。于数个示范性实施例中,所述多个实质球状透镜可能具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
其中一种示范性***还可能包括:接口,用于***至标准发光插槽之中;基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及多个透镜,它们会悬浮在第一聚合物之中并且会被耦合至所述多个二极管,所述多个透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。于各种示范性实施例中,所述多个二极管可能为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面或是实质椭圆形;而所述多个透镜实质上可能为球状、半球状、多面状、椭圆形、长椭圆形、立方体、棱形、梯形、三角形或是金字塔形。
于其中一种示范性实施例中,装置包括:基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的一表面中的约百分之十五至百分之五十五会有一层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及多个透镜,它们会悬浮在第一聚合物之中并且会被耦合至所述多个二极管,所述多个透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
另一示范性装置包括:基底;至少一个第一导体,它们会被耦合至该基底;多个二极管,它们会被耦合至所述至少一个第一导体;至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及透镜结构,其会被耦合至所述多个二极管,该透镜结构包括多个透镜而且进一步具有多个折射率,其中,所述多个透镜的平均直径或长度和所述多个二极管的平均直径或长度的比例介于约十比一(10∶1)与二比一(2∶1)之间。
各种示范性实施例还包括制造电子装置的方法,其中一种示范性方法包括:形成多个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体;在耦合至所述多个第一导体之后,将所述多个实质球状基板颗粒转换成多个实质球状二极管;以及形成多个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管。
其中一种示范性方法可能进一步包括沉积多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中;而且于各种示范性实施例中,所述多个实质球状透镜可能具有至少一个第一折射率,且其中,该第一聚合物可能具有至少一个第二、不同的折射率。该沉积步骤可能进一步包括在所述多个实质球状二极管及所述多个第二导体的上方印刷悬浮在该第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜。
其中一种示范性方法实施例可能进一步包括将事先制好的层附接至所述多个实质球状二极管,该事先制好的层包括多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中。于各种示范性实施例中,该形成所述多个第一导体可能进一步包括于该基底的多条通道里面沉积第一导电媒介,例如,导电油墨或导电聚合物。其中一种示范性方法实施例可能进一步包括部分固化该第一导电媒介,而该将所述多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤可能进一步包括:于所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及完全固化该第一导电媒介。
于数个示范性实施例中,该沉积第一导电媒介的步骤可能包括溅镀、涂布、气相沉积或是电镀金属、金属合金或是多种金属的组合。
于各种示范性实施例中,该将所述多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤可能进一步包括:于所述多条通道里面沉积悬浮在反应性载体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;移除该反应性载体媒介;以及固化或再固化该第一导电媒介。于其它各种示范性实施例中,该将所述多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤可能进一步包括:于所述多条通道里面沉积悬浮在各向异性导电媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及压缩悬浮在该各向异性导电媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒。于其它各种示范性实施例中,该将所述多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤可能进一步包括:于所述多条通道里面沉积悬浮在挥发性载体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及蒸发该挥发性载体媒介。又,于其它各种示范性实施例中,该将所述多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤可能进一步包括:于所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及对所述多条通道里面的所述多个实质球状基板颗粒进行退火或合金化。
于数个示范性实施例中,当所述多个第一导体被耦合至所述多条通道里面的多个一体成形凸出部或支撑部时,该将所述多个实质球状基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤可能进一步包括:于所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及对所述多个实质球状基板颗粒进行退火、合金化或是将它们化学耦合至所述多个第一导体。
于各种示范性实施例中,当所述多个实质球状基板颗粒中的每一个实质球状基板颗粒包括半导体时,该将所述多个实质球状基板颗粒转换成所述多个实质球状二极管的步骤可能进一步包括藉由下面方式于每一个实质球状基板颗粒之中形成pn接面:于所述多个实质球状基板颗粒之上沉积一掺杂物材料;以及利用所述多个实质球状基板颗粒来对该掺杂物材料进行退火或是合金化。举例来说,该退火或是合金化可能是镭射或热退火或是合金化,而该掺杂物材料可能为基板液体或薄膜,或者该掺杂物材料可能是悬浮在一载体之中的掺杂物元素或化合物。于数个示范性实施例中,该掺杂物材料可能会被沉积在所述多个实质球状基板颗粒的第一、上方部分之上,用以形成实质半球状壳或有盖的pn接面。
于数个示范性实施例中,当所述多个实质球状基板颗粒包括第一有机或聚合物化合物时,该将所述多个实质球状基板颗粒转换成所述多个实质球状二极管的步骤可能进一步包括将第二有机或聚合物化合物沉积在所述多个实质球状基板颗粒之上。
其中一种示范性方法实施例可能进一步包括:在所述多个第二导体的上方或里面沉积多个第三导体;或是将反射器或折射器耦合至该基底,例如,布拉格反射器或是反射性塑料或聚酯涂料;或是附接用于***至一标准发光插槽之中的接口。
其中一种示范性方法实施例可能进一步包括沉积会连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中的多个无机介电颗粒,用以形成被对应耦合至每一个所述多个实质球状二极管的多个绝缘体。
于各种示范性实施例中,该形成所述多个第二导体的步骤可能进一步包括沉积悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导电化合物。
另外,于各种示范性实施例中,所述形成、耦合以及转换步骤会藉由或经由印刷制程来实施。
本发明还揭示另一种制造电子装置的示范性方法,该示范性方法包括:形成至少一个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个实质球状基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;将所述多个实质球状基板颗粒转换成多个实质球状二极管;以及形成至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管。于数个示范性实施例中,其中一种示范性方法可能进一步包括沉积多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中,其中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,且其中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。于其它各种示范性实施例中,其中一种示范性方法可能进一步包括将事先制好的层附接至所述多个实质球状二极管,该事先制好的层包括多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中,其中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,且其中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
另外,于其中一种示范性实施例中,该形成所述至少一个第一导体的步骤可进一步包括沉积第一导电媒介,例如,银质导电油墨、铜质导电油墨、金质导电油墨、铝质导电油墨、锡质导电油墨、碳质导电油墨、奈米碳管聚合物或是一导电聚合物。于数个示范性实施例中,该沉积第一导电媒介的步骤包括溅镀、涂布、气相沉积或是电镀金属、金属合金或是多种金属(例如,铝、铜、银、镍或是金)的组合。
本发明还揭示另一种制造发光电子装置的示范性方法,该示范性方法包括:形成至少一个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个实质球状基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;在耦合至所述多个第一导体之后,将所述多个实质球状基板颗粒转换成多个实质球状发光二极管,所述多个实质球状发光二极管的平均直径大于约二十(20)微米且小于约四十(40)微米;形成至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状发光二极管;沉积多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在聚合物之中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该聚合物具有至少一个第二、不同的折射率,其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个实质球状发光二极管的平均直径的比例介于约十比一(10∶1)与二比一(2∶1)之间;以及附接用于***至标准发光插槽之中的接口。
本发明还揭示另一种制造电子装置的示范性方法并且包括:形成至少一个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个实质球状基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;在耦合至所述至少一个第一导体之后,将所述多个实质球状基板颗粒转换成多个实质球状二极管,实质所有所述多个实质球状二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五会有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物;形成至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;以及沉积多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在一聚合物之中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
另一种制造电子装置的示范性方法包括:形成多个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体;在耦合至所述多个第一导体之后,将所述多个基板颗粒转换成多个二极管;形成多个第二导体,它们会被耦合至所述多个二极管;以及沉积多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。于数个示范性实施例中,所述多个二极管可能为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面或是实质椭圆形。该沉积步骤可进一步包括在所述多个二极管及所述多个第二导体的上方印刷悬浮在该第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜。
又,另一种制造电子装置的示范性方法包括:形成至少一个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;在耦合至所述至少一个第一导体之后,将所述多个基板颗粒转换成多个二极管;形成至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质球状二极管;以及沉积多个实质球状透镜,所述实质球状透镜会悬浮在第一聚合物之中,其中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,且其中,该聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
本发明还揭示另一种制造电子装置的示范性方法并且包括:形成至少一个第一导体,它们会被耦合至基底;将多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;将所述多个基板颗粒转换成多个实质光学共振二极管;形成至少一个第二导体,它们会被耦合至所述多个实质光学共振二极管;沉积多个透镜,所述透镜会悬浮在第一聚合物之中,其中,所述多个透镜具有至少一个第一折射率,其中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率;以及附接用于***至标准发光插槽之中的接口。
于各种示范性实施例中,一种制造电子装置的方法可包括:于基底的多条通道里面沉积第一导电媒介,用以形成多个第一导体;于所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的多个半导体基板颗粒;在所述多个半导体基板颗粒中的每一个半导体基板颗粒和所述多个第一导体的第一导体之间形成奥姆接点;将所述多个半导体基板颗粒转换成多个半导体二极管;沉积第二导电媒介用以形成多个第二导体,所述多个第二导体会被耦合至所述多个半导体二极管;以及在所述多个二极管的上方沉积悬浮在第一聚合物之中的多个透镜。举例来说,所述沉积步骤可能进一步包括下面沉积类型中的至少其中一个:印刷、涂布、滚涂、喷涂、层涂、溅镀、层迭、网印、喷墨印刷、电光印刷、电子油墨印刷、光阻印刷、热印刷、镭射喷射印刷、磁性印刷、移印(pad printing)、柔版印刷(flexographic printing)、复合式平版微影术(hybrid offset lithography)或是Gravure凹版印刷。另外,举例来说,该沉积该第一导电媒介的步骤可进一步包括利用该第一导电媒介来涂布所述多条通道以及利用一医用刮刀来刮涂该基底的第一表面以清除多余的第一导电媒介;而且同样地,该沉积所述多个半导体基板颗粒的步骤可进一步包括利用所述悬浮在载体媒介中的多个半导体基板颗粒来涂布所述多条通道以及利用医用刮刀来刮涂该基底的第一表面以清除多余的多个球状基板颗粒。
又,另一种制造电子装置的示范性方法包括:于基底上沉积第一导电媒介,用以形成至少一个第一导体;沉积悬浮在载体媒介之中的多个半导体基板颗粒;在所述多个半导体基板颗粒和所述至少一个第一导体之间形成奥姆接点;藉由下面方式于每一个半导体基板颗粒之中形成pn接面:于所述多个半导体基板颗粒之上沉积掺杂物材料以及对所述多个半导体基板颗粒进行退火以便形成多个半导体二极管;沉积第二导电媒介用以形成至少一个第二导体,所述至少一个第二导体会被耦合至所述多个半导体二极管;以及在所述多个二极管的上方沉积悬浮在第一聚合物之中的多个实质球状透镜,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
于另一示范性实施例中,一种制造电子装置的方法包括:于基底的多个凹窝里面印刷第一导电媒介,用以形成多个第一导体;于所述多个凹窝里面印刷悬浮在载体媒介之中的多个实质球状基板颗粒;在所述多个实质球状半导体基板颗粒的第一、上方部分之上印刷掺杂物;对所述经掺杂的多个实质球状半导体基板颗粒进行退火,用以形成具有至少一部分半球状壳pn接面的多个实质球状二极管;在所述多个实质球状二极管的第一部分上方印刷电气绝缘媒介;在所述多个实质球状二极管的第二部分上方印刷第二导电媒介,用以形成多个第二导体;以及于所述多个实质球状二极管的上方印刷悬浮在第一聚合物之中的多个实质球状透镜,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
从本发明及其实施例的下面详细说明、申请专利范围以及随附的图式中便很容易明白本发明的众多其它优点及特点。
附图说明
配合随附的图式来探讨上面的揭示内容会更容易明白本发明的目的、特点、以及优点,其中,在各个视图中会使用相同的构件符号来辨识相同的组件,且其中,会运用具有数字符号的构件符号来表示各个视图中经选定的组件实施例的额外类型、实例、或变化例,其中:
图1所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的一示范性基底的透视图。
图2所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的第一示范性基底的剖视图。
图3所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的第二示范性基底的剖视图。
图4所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的第三示范性基底的剖视图。
图5所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的第四示范性基底的剖视图。
图6所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体的示范性基底的透视图。
图7所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体的示范性基底的剖视图。
图8所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体的第五示范性基底的剖视图。
图9所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体的第六示范性基底的剖视图。
图10所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体的第六示范性基底的剖视图。
图11所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体和多个基板颗粒的示范性基底的透视图。
图12所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体和多个基板颗粒的第五示范性基底的剖视图。
图13所示的是第五示范性基底的横向视图,所述多个基板颗粒会在用于形成根据本发明教示内容的装置实施例的示范性方法中的非必要步骤中通过压缩滚轮。
图14所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体和多个二极管的第五示范性基底的剖视图。
图15所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体和多个二极管的第五示范性基底的剖视图。
图16所示的是根据本发明教示内容一装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管以及多个绝缘体的示范性基底的透视图。
图17所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管以及多个绝缘体的第五示范性基底的剖视图。
图18所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个绝缘体以及多个第二导体的示范性基底的透视图。
图19所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个绝缘体以及多个第二导体的第五示范性基底的剖视图。
图20所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个绝缘体、多个第二导体以及发光层的第五示范性基底的剖视图。
图21所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个第二导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的示范性基底的透视图。
图22所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个绝缘体、多个第二导体、多个第三导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的第五示范性基底的剖视图。
图23所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个绝缘体、多个第二导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的示范性第七基底的透视图。
图24所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个二极管、多个绝缘体、多个第二导体、多个第三导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的第七示范性基底的剖视图。
图25所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的示范性第八基底的透视图。
图26所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质多面状二极管、多个第二导体以及多个第三导体的示范性基底的透视图。
图27所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质多面状二极管、多个绝缘体、多个第二导体以及多个第三导体的第五示范性基底的剖视图。
图28所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质椭圆形(或是长椭圆形)二极管以及多个第二导体的示范性基底的透视图。
图29所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质椭圆形(或是长椭圆形)二极管、多个绝缘体以及多个第二导体的第五示范性基底的剖视图。
图30所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质不规则二极管、多个绝缘体、多个第二导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的示范性基底的透视图。
图31所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质不规则二极管、多个绝缘体、多个第二导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的第五示范性基底的剖视图。
图32所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质球状二极管、多个绝缘体、多个第二导体、多个第三导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的第六示范性基底的透视图。
图33所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体、多个实质球状二极管、多个绝缘体、多个第二导体、多个第三导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的第六示范性基底的剖视图。
图34所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有第一导体、多个实质球状二极管、绝缘体、第二导体以及第三导体的示范性基底的透视图。
图35所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有第一导体、多个实质球状二极管、绝缘体、第二导体、第三导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的示范性基底的透视图。
图36所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有第一导体、多个实质球状二极管、绝缘体、第二导体、第三导体以及悬浮在聚合物之中的多个透镜的示范性基底的剖视图。
图37所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有一第导体、第一导体(或导电)黏着层、多个基板颗粒以及绝缘体的第九示范性基底的透视图。
图38所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有第一导体、第一导体黏着层、多个基板颗粒以及绝缘体的第九示范性基底的剖视图。
图39所示的是根据本发明教示内容的示范性装置实施例的具有已经被沉积的第一导体、第一导体(或导电)黏着层、利用已沉积的基板(或半导体)层或区域被形成在多个基板颗粒上方的多个二极管、绝缘体、第二导体以及多个透镜(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)之中)的第九示范性基底的透视图。
图40所示的是根据本发明教示内容的示范性装置实施例的具有已经被沉积的第一导体、第一导体(或导电)黏着层、利用已沉积的基板(或半导体)层或区域被形成在多个基板颗粒上方的多个二极管、绝缘体、第二导体以及多个透镜(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)之中)的第九示范性基底的剖视图。
图41所示的是根据本发明教示内容的第一***实施例的方块图。
图42所示的是根据本发明教示内容的第二***实施例的方块图。
图43所示的是根据本发明教示内容的方法实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明虽然容许有众多不同形式的实施例,图中会显示且本文中将会详细说明它们的特定示范性实施例;不过,应该了解的是,本揭示内容应该被视为本发明的原理的例证且其用意并非要将本发明限制于本文中所解释的特定实施例。就此方面来说,在详细解释和本发明相符的至少一实施例之前,应该了解的是,本发明的应用并不受限于上面及下面所提出、图式中所图解、或是范例中所说明的构造的细节以及组件的排列。和本发明相符的方法及装置可能有其它实施例并且能够以各种方式来实行与实现。另外,应该了解的是,本文中所运用的措辞和术语以及上面所并入的摘要仅是为达说明的目的并且不应该被视为具有限制意义。
在选定的实施例中,本文中所揭示的发明和2007年5月31日所提申的美国专利申请案序号第11/756,616号有关,该案的发明人为William JohnstoneRay等人,其标题为“制造可寻址及静态电子显示器的方法(Methods ofManufacturing Addressable and Static Electronic Displays)”,并且和2007年5月31日所提申的美国专利申请案序号第11/756,619号有关,该案的发明人为William Johnstone Ray等人,其标题为“可寻址或静态发光或电子装置(Addressable or Static Light Emitting or Electronic Apparatus)”,本文中将两案称为“相关申请案”,两案皆已随本案共同受让,本文以引用的方式将它们的全部内容完整并入,并且主张所有已共同揭示的主要内容的优先权。
图1所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的一示范性基底100、100A、100B、100C、100D的透视图。图2所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的一第一示范性基底100的剖视图(贯穿25-25’平面)。图3所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的一第二示范性基底100A的剖视图(贯穿25-25’平面)。图4所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的一第三示范性基底100B的剖视图(贯穿25-25’平面)。图5所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的一第四示范性基底100C的剖视图(贯穿25-25’平面)。应该注意的是,在许多所述各式各样透视图或横向视图(例如图1、6、11、13、16、18、21、26、28、34、35)中,可能会运用到任何一或多个对应的基底100,当该对应的基底如图中所示般地被运用在一对应的透视图之中时,各式各样的剖视图(例如图2至5、7、8、12、14、15、17、19、20、22、27、29)会被视为特殊的示范性实例或例证。还应该注意的是,本文中任何提到装置时,例如装置200、300、400、500、600及/或700均应该被理解为意谓着并且包含它的或它们的变化例,反之亦然,其包含下面讨论的装置200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B、600A、600B、700A以及700B。此外,应该注意的是,如下文更详细的讨论,装置200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B、600A、600B、700A以及700B在下面的任何一或多项中可能彼此不同:(1)在它们的对应基底100里面任何凹窝、通道或沟槽105的存在及/或形状;(2)所述基板(或半导体)颗粒120及/或透镜150的形状;(3)具有单层导体及绝缘体,而非复数层;(4)包含一体成形或其它导电穿孔280、285;(5)包含一背部平面290;(6)用于创造所述对应装置的沉积方法;...等。进一步言之,如下文更详细的讨论,装置200A、300A、400A、500A、600A、700A在下面的部分不同于装置200B、300B、400B、500B、600B、700B,装置200A、300A、400A、500A、600A、700A中所并入的二极管155为发光二极管,而装置200B、300B、400B、500B、600B、700B之中为光伏二极管。否则,任何提及装置200、300、400、500、600及/或700中任何一个的任何特点或构件均应该被理解为可个别等效套用至任何其它装置200、300、400、500、600及/或700实施例及/或组合此等特点或构件,俾使得任何装置200、300、400、500、600及/或700可能会包含或包括任何所述其它装置200、300、400、500、600及/或700实施例中的任何构件的任何组合。此外,任何及所有所述各式各样沉积、制程及/或其它制造步骤皆可套用至任何所述各式各样装置200、300、400、500、600及/或700。
还应该注意的是,“基板”一词可以用来表示两种不同组件:基底(支撑或基础基板)100(其包含100A至100H),其会构成其它组件的基底或支撑部,而且其可能会在本文中的相关应用中被等效称为“基板”,例如,用于在一基板之上印刷各式各样的层;以及多个基板颗粒120,例如,用以形成对应二极管155的多个半导体、聚合物、或是有机发光或光伏基板颗粒。熟习本技术的人士以内文及对应的构件符号便会了解该些各式各样基板并不相同,而为避免混淆,支撑或基础型的基板在本文中会称为“基底”,而电子学及/或半导体技术的典型意义中所运用的“基板”则意谓着并且表示包括基板颗粒120的材料。
如图1至5中所示,一示范性基底100、100A、100B、100C、100D(以及下文讨论的100E至100G)包含多个凹窝(通道、沟槽或是空隙)105,在选定的实施例中,它们会被形成狭长凹窝,从而有效地形成通道、沟槽或是狭槽(或者,等效的说法是,凹穴、凹谷、凿孔、开口、裂口、孔口、空洞、裂缝、通路或是皱折),它们彼此会分离该示范性基底100、100A至100G中的对应多个脊部(尖峰、***部或是冠部)115。图中所示之基底100、100A、100B、100C、100D的凹窝、通道或是沟槽虽然弯曲(半圆形或半椭圆形)并且实质笔直地延伸(在垂直于25-25’平面的方向中);不过,任何形状及/或尺寸并且延伸在任何一或多个方向中的任何及所有凹窝、通道或是沟槽105均会被视为等效并且落在本文所主张的发明的范畴里面,其包含,但并不受限于正方形、矩形、波浪状、不规则形、不同尺寸形...等,在其它图式中有图解凹窝、通道或是沟槽105的额外示范性形状并且在下文中有讨论。所述多个凹窝、通道或是沟槽105是分隔的,并且如图所示般地彼此会被脊部(尖峰、***部、或是冠部)115分离,并且用以塑形与定义选定实施例的多个第一导体110,如下文的讨论。虽然图1及其它图式中所示的凹窝或信道105实质上为平行并且被配向在实质上相同的方向中;不过,熟***坦的整体外形因子且没有任何明显表面变化(也就是,没有任何凹窝、通道或是沟槽105)的示范性基底100H。
基底100、100A、100B、100C、100D(以及下文讨论的100E、100F、100G、100H)可能是由任何合宜的材料构成或者可能包括任何合宜的材料,例如,举例来说,但并不受限于:塑料、纸张、硬纸板或是有涂布的纸张或硬纸板。于一示范性实施例中,基底100(其包含100A、100B、100C、100D、100E、100F及/或100G)包括一其中具有所述多个一体成形凹窝105(例如经由铸造制程)之有浮雕且有涂布的纸张或塑料,举例来说,其包含可从Sappi有限公司处购得之有浮雕的纸张或有浮雕的硬纸板。另外,于一示范性实施例中,基底100(其包含100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G及/或100H)包括一其介电常数能够或适合提供实质电气绝缘的材料。另外,举例来说,基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H还可能包括下面任何一或多个:纸张、有涂布的纸张、塑料材质有涂布的纸张、纤维纸张、硬纸板、海报纸张、海报纸板、书、杂志、报纸、木制板材、夹板以及其它具有任何选定形式的以纸张或木材为基础的产品;具有任何选定形式的塑料或聚合物材料(薄板、薄膜、板材...等);具有任何选定形式的天然及合成橡胶材料与产品;具有任何选定形式的天然及合成纤维;具有任何选定形式的玻璃、陶瓷以及其它硅或硅土衍生的材料与产品;混凝土(已固化)、石头以及其它建筑材料与产品;或是目前存在或未来会创造的任何其它产品。于第一示范性实施例中,一基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H可能经过选择以便提供足以提供被沉积或被涂敷在该基底100(其包含100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G及/或100H)的第一(正面)侧上的所述一或多个第一导体110的电气绝缘效果的电气绝缘程度(也就是,具有介电常数或绝缘特性),其会彼此电气绝缘或是与其它装置或***组件电气绝缘。举例来说,虽然是比较昂贵的选择;不过,亦可以利用玻璃板或硅晶圆作为基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H。然而,于其它示范性实施例中,会运用塑料板或有塑料涂布的纸材产品来形成该基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H,例如,可向Sappi有限公司购得的专利股票(patent stock)及100磅的封套股票(cover stock)或是可向其它纸张制造厂(例如,位于米德镇的Mitsubishi Paper Mills)购得的雷同的有涂布的纸张以及其它纸张产品。于额外的示范性实施例中,可以运用任何类型的基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H,其包含,但并不受限于在该基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H的一或多个表面沉积着额外密封层或囊封层(例如,塑料、亮光漆、以及乙烯)的基底。
在所述各个图式中所示的示范性基底100的外形因子总体而言实质上为平坦,例如,包括由一选定材料(举例来说,纸张或塑料)所制成的薄板,举例来说,该选定材料可以藉由但并不受限于经由印刷机来馈送,而且在第一表面(或第一侧)上的拓朴包含多个凹窝、通道或是沟槽105(举例来说,网状、实质平坦的基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G),或者其第一表面为实质平滑(实质平滑且实质平坦的基底100H),落在预设的公差里面(而且不包含凹窝、通道或是沟槽105)。熟习本技术的人士便会了解,有无数的额外形状及表面拓朴可以采用,它们均被视为等效并且落在本文所主张的发明的范畴里面。
参考图3,第二示范性基底100A进一步包括两个额外的组件或特征图样,它们之中的任何一个可以被整合成第二示范性基底100A的一部分,或者可以被沉积在另一材料的上方(例如基底100),用以形成第二示范性基底100A。如图所示,该第二示范性基底100A进一步包括反射器、折射器或面镜250,例如光学格栅、布拉格反射器或面镜,其可能会被涂料260(例如实质上为透明的塑料涂料(举例来说,聚酯、密拉薄膜...等)或者具有任何合宜的折射率)覆盖,俾使得所述凹窝、通道或是沟槽105的内部为实质平滑(举例来说,尤其是当该反射器、折射器或面镜250可被施行为一折射式格栅时)。该反射器、折射器或面镜250会被用来将入射光反向反射至所述凹窝、通道或是沟槽105(以及下文所讨论的光伏应用中的任何已并入的二极管155)或是反射至具有所述凹窝、通道或是沟槽105的装置(200、300、400、500、600及/或700)的(第一)表面。
参考图4,第三示范性基底100B进一步包括反射性涂料270(例如涂有铝或银的聚酯或塑料),举例来说,其可以被整合成第三示范性基底100B的一部分,或者可以被沉积在另一材料的上方(例如基底100),用以形成第三示范性基底100B。该反射性涂料270同样会被用来将入射光反向反射至所述凹窝、通道或是沟槽105(以及下文所讨论的光伏应用中的任何已并入的二极管155)或是反射至具有所述凹窝、通道、或是沟槽105的装置(200、300、400、500、600及/或700)的表面。该凹窝、通道或是沟槽105或是该反射性涂料270通常会相依于选定的应用经过选择,用以反射或折射具有适用于下文所讨论的多个二极管155的选定能隙的波长的光。
参考图5,第四示范性基底100C可能包含上面所讨论的涂料及/或反射器(250、260、270)中的任何一个并且还进一步包括两个额外组件或特征图样、多个导电穿孔280以及一导电背部平面290中的任何一个,它们之中的任何一个皆可以被整合成第四示范性基底100C的一部分,或者可以被沉积或是被涂敷在另一材料的上方或里面(例如基底100),用以形成第四示范性基底100C。举例来说,可以藉由于下面讨论的所述第一多个导体110的沉积期间利用一导电油墨或聚合物来填充该第四示范性基底100C中的一对应空隙而形成多个示范性导电穿孔280。另外,举例来说,所述导电穿孔280可能会与该第四示范性基底100C一体成形,例如由被埋置在塑料薄板里面用以形成该第四示范性基底100C的金属、碳或是其它导电接针或电线所构成。下文会参考图10与33来解释与讨论导电穿孔的另一变化例(当分散之后(随机或规律),其为实质球状导电穿孔285)。另外,举例来说,每一个对应的第一导体110可能会有一或多个导电穿孔280、285。以另一范例来说,导电背部平面290可能会与该基底100C一体成形或是被沉积在基底(100)的上方,例如藉由利用导电油墨或聚合物(例如下文所述的示范性导电油墨或聚合物)来涂布或印刷该基底100的第二(背面)侧或表面。如图所示,多个导电穿孔280(及/或导电穿孔285)及/或一导电背部平面290中的任一个或两者皆可由任何种类或类型的任何导电物质构成,例如,金属、导电油墨或聚合物、各种其它导电材料(例如碳或奈米碳管),举例来说,但是并不受限于包含可能包括下面所述的第一导体、第二导体及/或第三导体(分别为110、140、145)的任何材料。所述导电穿孔280(及/或导电穿孔285)会被用来耦合、连接以及传导至及/或自所述一或多个第一导体110(如下文的讨论)。该导电背部平面290会在所述导电穿孔280、285以及其它***(350、375)组件之间提供方便的电气耦合或连接,并且举例来说,还可以充当电极,用以施加电压或电流至装置200、300、400、500、600、700,或是用以接收由装置200、300、400、500、600、700所产生的电压或电流。于其它示范性实施例中,可能会提供分离的电线、导线、或是其它连接线给每一个、某些、或是所有所述穿孔280以取代导电背部平面290,或是除了导电背部平面290之外额外提供分离的电线、导线、或是其它连接线给每一个、某些或是所有所述穿孔280,例如针对不同类型的寻址能力,如下文更详细的讨论。(于没有利用穿孔280(285)及/或导电背部平面290来施行的其它示范性实施例中,可以为所述多个第一导体110产生其它类型的接点,例如,从装置200、300、400、500、600、700的侧边或边缘处,如下文的讨论。)导电穿孔280及/或导电背部平面290亦可能会被包含在任何所述其它基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H里面,而且所有此等变化皆被视为等效并且落在本文所主张的发明的范畴里面。
下文要参考图8来讨论第五示范性基底100D,而且其结合第二示范性基底100A与第四示范性基底100C的各种特点。下文还会讨论额外的第六基底100G、第七基底100E以及第八基底100F,它们具有不同形式的凹窝、通道或是沟槽105,例如,具有内部凸出部(或是支撑部)245的半圆形通道105、偏轴抛物线(抛物面)形状的通道105A以及实质半球状凹窝105B,第九示范性基底100H的第一侧或表面具有一实质平滑的表面拓朴而没有凹窝、通道或是沟槽105。
所述各种凹窝、通道或是沟槽105在它们之间可能会有任何类型或种类的间隔。举例来说,于示范性实施例中,多对的凹窝、通道或是沟槽105彼此会较紧密,此等每一对凹窝、通道或是沟槽105之间的较大间隔会为被沉积在所述凹窝、通道或是沟槽105里面的一或多个第一导体110提供对应的间隔。
根据本文所主张的发明,一或多个第一导体110接着会被涂敷或沉积在所述对应的多个凹窝、通道或是沟槽105里面(基底100的第一侧或表面之上)或是该基底100的第一表面或侧的全部或一部分上方,例如,经由印刷制程。图6所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110的示范性基底100、100A、100B、100C、100D的透视图。图7所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110的示范性基底100的剖视图(贯穿30-30’平面)。图8所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的具有多个第一导体110的示范性基底100D的剖视图(贯穿30-30’平面)。如上面所提及,示范性基底100D进一步包括:多个凹窝、通道或是沟槽105(它们在图8中图解为被一或多个第一导体110部分填充);一反射器、折射器或面镜250;一涂料260;一或多个导电穿孔280(或285);以及一导电背部平面290。
于制造所述示范性装置200、300、400、500、600及/或700的一示范性方法中,导电油墨、聚合物或是其它导电液体或凝胶(例如,银质(Ag)油墨或聚合物,或是奈米碳管油墨或聚合物)会被沉积在基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H之上(例如,经由印刷或其它沉积制程),并且接着可以被固化或被部分固化(例如,经由紫外线(uv)固化制程),以便形成所述一或多个第一导体110(而且此等导电油墨或聚合物亦可被用来形成任何其它导体,例如,导电穿孔280、285或导电背部平面290)。于另一示范性实施例中,所述一或多个第一导体110、所述导电穿孔280、285及/或该导电背部平面290可以藉由溅镀、旋转压铸(或旋涂)、气相沉积或是电镀导电化合物或元素(例如金属,举例来说,铝、铜、银、金、镍)来形成。不同类型的导体及/或导电化合物或材料(举例来说,油墨、聚合物、元素金属...等)的组合亦可以用来产生一或多个复合第一导体110。多层及/或多种类型的金属或其它导电材料可以组合以形成所述一或多个第一导体110、所述导电穿孔280、285及/或该导电背部平面290,举例来说,其包含,但并不受限于,包括位于镍上方的金质板的第一导体110。于各种示范性实施例中,多个第一导体110会被沉积在对应的凹窝、通道或是沟槽105;而于其它实施例中,第一导体110可能会被沉积为单一导电薄板(图34至40)或是会被附接(举例来说,一被耦合至基底100H的铝质薄板)。另外,于各种实施例中,可以被用来形成所述多个第一导体110的导电油墨或聚合物在沉积多个基板(或半导体)颗粒120之前可能不会被固化或者可能仅会被部分固化,并且接着会在接触所述多个基板(或半导体)颗粒120时被完全固化,例如,用以和所述多个基板(或半导体)颗粒120产生奥姆接点,如下文的讨论。
其它的导电油墨或材料亦可以用来形成所述第一导体110、导电穿孔280、285、导电背部平面290、第二导体140、第三导体145以及下文讨论的任何其它导体,例如,铜、锡、铝、金、贵金属、碳、奈米碳管(Carbon NanoTube,CNT)或是其它有机或无机导电聚合物、油墨、凝胶或是其它液体或半固体材料。此外,任何其它可印刷或可涂布的导电物质同样可以用来形成所述第一导体110、导电穿孔280、285、导电背部平面290、第二导体140及/或第三导体145,而示范性导电化合物则包含:(1)Conductive Compounds(位于美国新罕不什尔州的伦敦德里镇)所售的AG-500、AG-800以及AG-510银质导电油墨,它们亦可包含额外的可紫外光固化介电涂料UV-1006S(例如,一第一介电层125的一部分);(2)DuPont所售的7102碳质导体(倘若套印5000银的话)、7105碳质导体、5000银质导体(同样用于图42的总线310、315以及任何终端)、7144碳质导体(具有UV囊封剂)、7152碳质导体(具有7165囊封剂)以及9145银质导体(同样用于图42的总线310、315以及任何终端);(3)Sun Poly,Inc.所售的128A银质导电油墨、129A银质与碳质导电油墨、140A导电油墨以及150A银质导电油墨;(4)Dow Corning,Inc.所售的PI-2000系列高度导体银质油墨;以及(5)Henckel/Emerson & Cumings所售的725A。如下文的讨论,该些化合物亦可被用来形成其它导体,其包含所述多个第二导体140及任何其它导电线路或连接线。此外,导电油墨与化合物亦可从各式各样的其它来源处取得。
实质上会透光的导电聚合物亦可被用来形成所述一或多个第一导体110、导电穿孔280、285、导电背部平面290以及所述多个第二导体140及/或第三导体145。举例来说,除了下文讨论的任何其它透光导体及它们的等效物之外,还可以运用聚二氧乙基噻吩,例如,位于美国新泽西州里治菲公园的AGFACorp.所售的商标名称为“Orgacon”的聚二氧乙基噻吩。举例来说,可以等效运用的其它导电聚合物包含,但并不受限于聚苯胺聚合物和聚吡咯聚合物。于另一示范性实施例中,会运用悬浮或散布在可聚合离子液体之中的奈米碳管来形成实质上透光或透明的各式各样导体,例如一或多个第二导体140。
可以针对所述一或多个第一导体110提供各式各样纹理,例如具有较粗糙或较尖锐的表面,以帮助后续形成下文讨论的多个基板颗粒120的奥姆接点。在沉积所述多个基板颗粒120之前亦可以对一或多个第一导体110进行电晕处置(corona treatment),其可能会有移除已经形成的任何氧化物的倾向,并且还有助于后续形成所述多个基板颗粒120的奥姆接点。
于一示范性实施例中,会运用有浮雕的基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G,俾使得该基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G会有交替系列的脊部形成(一般为平滑的)尖峰(冠部)以及谷部(凹窝、通道或是沟槽105),其通常具有一实质平行的配向(其为其中一个范例),图中分别图解为***部(或是非通道)或冠部115以及凹窝(举例来说,通道)105。接着,举例来说,导电油墨、聚合物或是其它导体可能会被沉积以保持在有浮雕的谷部之中,从而创造多个第一导体110,所述多个第一导体110不仅实质上平行,彼此的实体分隔距离还会取决于所述经由浮雕制程所提供的脊部(尖峰、***部或冠部)115。确切地说,当所述导电油墨或聚合物被沉积至所述有浮雕的谷部(凹窝、通道或是沟槽105)时,所述对应的第一多个导体110彼此同样会被该基底100的所述有浮雕的脊部(尖峰、***部或冠部)115分离,除了会被隔开之外,还会同时创造一实体分隔距离及电气绝缘效果(经由对应介电常数的绝缘效果)。举例来说,可以先将导电油墨或聚合物完全涂布或沉积至一有浮雕的基底,并且接着利用一“医用刮刀”让所述导电油墨或聚合物会从所有所述尖峰(冠部或***部115)处被移除,例如藉由让该刀片刮涂跨越该基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G中具有一导电油墨涂料的表面,从而于所述凹窝、通道或是沟槽105里面留下所述导电油墨或聚合物,以便形成具有实质平行配向的第一多个导体110。残留在所述凹窝、通道或是沟槽105里面的导电油墨或聚合物的数量会相依于该医用刮刀的类型以及外加的压力。或者,导电油墨或聚合物亦可能会被沉积在(使用可以忽略或为零的压力)在所述有浮雕的尖峰(冠部或***部115)之上,例如藉由尖端印刷,从而留下所述导电油墨或聚合物用以形成具有实质平行配向的多个导体,例如,用于形成所述多个第二导体140或是多个第三导体145。此印刷可以被实施为下文讨论的分离的制造步骤。
举例来说,导电油墨可能会被过量涂布或沉积在该基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G的第一侧或表面中全部或大部分的上方,接着会利用“医用刮刀”或是印刷技术中已知的其它刮涂类型来移除该过量的导电油墨,接着,会对所述多个凹窝、通道、或是沟槽105里面的导电油墨进行uv固化。利用此医用刮刀,所述多个凹窝、通道或是沟槽105里面的导电油墨便可以保留在正确的地方,导电油墨的多余部分(例如,覆盖该基底的非通道部分(冠部或***部115)的导电油墨)则会被该刮涂制程移除,例如,因为接触到该医用刮刀的关系。端视印刷的类型而定,其包含该医用刮刀的坚硬度以及外加的压力,举例来说,该导电油墨可能会在所述多个凹窝、通道或是沟槽105中的每一个里面形成新月形或者可能会弯曲向上。熟习电子或印刷技术的人士便会了解有无数的变化方式可以形成所述多个第一导体110,所有此等变化皆被视为等效并且落在本发明的范畴里面。举例来说,所述一或多个第一导体110亦可以经由,但并不受限于,溅镀或气相沉积来沉积。此外,在其它各种实施例中,该(等)第一导体110可以被沉积为单一或连续层,例如经由涂布、印刷、溅镀或是气相沉积,例如在下面参考图34至40所解释与讨论的示范性实施例中。
因此,本文所使用的“沉积”意谓着、表示并且包含目前已知或未来会开发的任何及所有印刷、涂布、滚涂、喷涂、层涂、溅镀、电镀、旋转压铸(或旋涂)、气相沉积、层迭、贴附及/或其它沉积制程,不论有无冲击;而“印刷”意谓着、表示、并且包含目前已知或未来会开发的任何及所有印刷、涂布、滚涂、喷涂、层涂、旋涂、层迭及/或贴附制程,不论有无冲击,举例来说,其包含,但并不受限于,网印、喷墨印刷、电光印刷、电子油墨印刷、光阻及其它防染印刷(resist printing)、热印刷、镭射喷射印刷、磁性印刷、移印、柔版印刷、复合式平版微影术、Gravure凹版印刷以及其它凹印术。所有此等制程在本文中皆被视为沉积制程,可以等效运用,并且落在本发明的范畴里面。同样重要的是,所述示范性沉积或印刷制程并不需要用到明显的制造控制或限制。其并不需要用到任何明确的温度或压力。其并不需要用到已知印刷或其它沉积制程的标准以外的任何无尘室或已过滤空气。然而,为达一致性,例如,为正确对齐(排列)形成各种实施例的各种连续沉积层,可能会希望使用比较恒定的温度(可能的例外情况如下文的讨论)与湿度。此外,举例来说,本文中所运用的各种化合物皆可以含在可以热固化或烘干、可以在周遭条件下进行空气烘干、或是可以uv固化的各种聚合物、黏结剂、或是其它分散剂里面,而且所有此等变化皆落在本发明的范畴里面。
使用具有多个凹窝105的基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G的特殊优点是印刷排列并不需要很精确,而且一维排列或相对排列便可能足以连续涂敷构成该装置200、300、400、500、600及/或700的不同材料与层。
端视于该选定的实施例而定,所述多个凹窝、通道或是沟槽105的深度可以从比较深(举例来说,基板(半导体)颗粒120的直径的一半甚至更大)变化至比较浅(举例来说,小于基板(半导体)颗粒120的直径的一半)。此外,如前面所提,基底(100H)的表面拓朴可能为实质平坦、平滑或是均匀,其中并不会一体成形多个凹窝、通道或是沟槽105,例如,将所述一或多个第一导体110涂敷成单一导体板或导电层而不会彼此隔开或电气绝缘。于其它示范性实施例中,基底可能具有实质平坦、平滑或是均匀的表面,其中并不会一体成形多个凹窝、通道或是沟槽105,且取而代之的是,会在该基底之上建构或沉积多个脊部(冠部或是***部115)或是其它形式的分离结构,接着它们会构成凹窝、通道或是沟槽105,或是没有任何脊部(冠部或是***部115)。
还应该注意的是,通常对于本文中各种化合物的任何涂敷来说,例如,经由印刷或是其它沉积,表面特性或表面能量亦可能会受到控制,例如,经由使用光阻涂料或是藉由修正此表面的“可润湿性”,举例来说,藉由修正表面的亲水特征、厌水特征或是电气(正电荷或负电荷)特征,例如:基底100(其包含100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G及/或100H)的表面;各个第一导体、第二导体及/或第三导体(分别为110、140、145)的表面;及/或下文所讨论的所述多个基板颗粒120的表面。配合要被沉积的化合物、悬浮液、聚合物或是油墨的特征(例如,表面张力),所述被沉积的化合物可以黏着至所希或选定的位置,并且被有效地逐出其它地区或区域。
图9所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110的第六示范性基底100G的剖视图。图10所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110的第六示范性基底100G的剖视图(贯穿31-31’平面)。该第六示范性基底100G不同于其它示范性基底100至100F,因为该第六示范性基底100G还包括多个一体成形的凸出部或支撑部(等效说法为延伸部、突出部、突起部...等)245以及多个一体成形的导电穿孔285(其为穿孔280的变化例)。如图所示,每一个所述凸出部(或支撑部)245为连续并且会如同一固体、***轨道般地向下延伸通道105的整个长度;于图中未分开显示的其它实施例中,所述凸出部(或支撑部)245可能为分离且不连续,例如,但并不受限于具有由隔开且沿着通道105的长度往下的多个间距处(规律或不规律)的多个个别触角或尖峰所组成的形状的凸出部(或支撑部)245。所述凸出部(或支撑部)245可能具有任何合宜的形式,其包含平滑且连续或尖锐且不连续,所有此等变化皆被视为等效并且落在本文所主张的发明的范畴里面。于示范性实施例中,所述凸出部(或支撑部)245会经过塑形,以便让它们被一体成形为该基底100G的一部分,例如,但同样并不受限于藉由压铸或是其它铸造方法。
另外,如图所示,所述多个第一导体110已经被沉积为保形并且会循着所述通道105的形状,具有实质均匀的厚度(也就是,实质均匀的涂料,其实质上会遵循该基底100G的第一侧(表面)的轮廓)。于示范性实施例中,导体(例如金属)可能会先藉由溅镀、旋转压铸(或旋涂)、涂布或是气相沉积被沉积在(于比较低的温度处)该基底100G的整个第一表面(侧)的上方;接着,会藉由实质上移除所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115上的任何导体(例如,藉由辗磨或沙磨该基底100G的所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115),留下残留在所述通道105里面的所述多个第一导体110。于另一示范性实施例中,光阻涂料会被沉积至所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115,而且导体(例如金属)可能会先藉由溅镀、旋转压铸(或旋涂)或是气相沉积被沉积在该基底100G的整个第一表面的上方;接着,会藉由实质上移除所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115上的任何导体,例如,藉由溶解该光阻或是藉由剥离所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115上方该光阻之上的导体,并且因而溶解任何残留的光阻。于后者方法中,该导体可能会被定向沉积,俾使得该被沉积的导体在所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115的边缘处为不连续,从而使得所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115上的导体被移除时不会影响被沉积在所述通道105里面的残留导体。当该选定的导体为铝时,除了提供导电性之外,所述第一导体110还会有明显的反射性并且能够充当一反射涂料或镜涂料。
如下文参考图11、12以及33的更详细讨论,所述凸出部(或支撑部)245是用以抬起(或支撑)该通道105的底部或其余部分之上的多个基板颗粒120。当所述多个基板颗粒120悬浮在载体(举例来说,液体或凝胶)之中用以沉积在所述通道105里面时,藉由所述凸出部245进行抬起时会实体支撑所述多个基板颗粒120及/或分离所述多个基板颗粒120与该悬浮载体(其至少一开始会保持在所述通道105的底部及/或可能会被消秏或移除(例如经由蒸发))。接着,所述第一导体110(位于所述凸出部245之上)便会与所述受支撑与被抬起的基板颗粒120形成奥姆接点,而不会受到来自可能残留的任何悬浮载体(或是聚合物或树脂)的干扰(或者会有较小的干扰)。
如图所示,所述多个一体成形的导电穿孔285可能包括如前面讨论且不受限于任何类型的导体或导电媒介,并且可能具有任何合宜的形状或形式。于示范性实施例中,所述导电穿孔285会形成实质球状的金属球体或是其它导电珠体或丸体,并且会在形成时被并入该基底100G之中,例如,在铸造制程期间。所述多个导电穿孔285接着可能会以随机的方式(如图所示)或是以周期的方式或是以规律的方式,被散布在该基底100G里面。当该基底100G形成时,至少某些所述多个一体成形的导电穿孔285会同时实体接触第一导体110与该导电背部平面290,从而在所述第一导体110与该导电背部平面290之间提供电气耦合作用。对此示范性实施例来说,会在制作期间提供足够数量的导电穿孔285,俾使得当以随机的方式被散布在该基底100G里面时,每一个第一导体110皆会接触至少一个导电穿孔285,所述至少一个导电穿孔285则会接触该导电背部平面290。于其它示范性实施例中,所述导电穿孔285会(以非随机的方式)被散布在多个默认的位置中,其同样会使得每一个第一导体110皆会接触至少一个导电穿孔285,所述至少一个导电穿孔285则会接触该导电背部平面290。
图11所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110和多个基板颗粒120的示范性基底100、100A、100B、100C、100D的透视图。图12所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的具有多个第一导体110和多个基板颗粒120的第五示范性基底100D的剖视图(贯穿40-40’平面)。在沉积所述一或多个第一导体110之后,材料(例如导电油墨或聚合物)可能会被固化或被部分固化而形成固体或半固体。于其它实施例中,所述一或多个第一导体110可能会保持液体或部分固化的形式并且于稍后被固化。在沉积所述一或多个第一导体110之后,不论是任何的固化、部分固化或是未固化,由多个基板颗粒120所组成的悬浮液会被沉积在所述凹窝、通道或是沟槽105中的所述一或多个第一导体110上方,并且(大部分)会与对应的第一导体110形成奥姆接点265。
于许多示范性实施例中,所述多个基板颗粒120是由半导体基板所构成,例如,p+硅质或GaN基板,且因而可以被称为多个基板颗粒120。于其它示范性实施例中,所述多个基板颗粒120可能包括其它有机材料、无机材料或是聚合材料,例如,适合用来创造有机或聚合物发光二极管的化合物或混合物,如下文的讨论,并且因而同样可以被称为多个发光基板颗粒120或是光伏基板颗粒120。如下文会更详细的讨论作为基板颗粒120的各式各样合宜类型的基板。据此,本文中任何提及多个基板颗粒120,或等效提及多个基板(半导体)颗粒120,皆应被理解为意谓着并且包含适合用于目前已知或未来会开发的任何种类的发光应用、光伏应用或是其它电子应用的具有某个种类的特殊形式的任何有机或无机基板,任何及所有此等基板皆被视为等效并且落在本文所主张的发明的范畴里面。
举例来说,该由多个基板颗粒120所组成的悬浮液可能会经由印刷或涂布制程被沉积,例如,藉由在具有所述多个第一导体110的所述多个凹窝105里面进行印刷,或是藉由于已经被沉积为一层(图34至40)或薄板的第一导体110的上方进行印刷。如图37至40中所示,在沉积所述基板颗粒120之前,导电黏着剂110A已经先被沉积,作为用于黏结所述基板颗粒120和所述一或多个第一导体110之间已创造的奥姆接点的另一种机制。另外,举例来说,该由多个基板颗粒120所组成的悬浮液可能会被涂布在该基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H以及多个第一导体110的上方,如前面所述,任何多余的悬浮液会利用医用刮刀或是其它刮涂制程来移除。
举例来说,但并没有任何限制,所述多个基板颗粒120可能会利用任何蒸发性或是挥发性的有机或无机化合物(例如,水、酒精、***...等,其可能还包含黏着性成分(例如,树脂),及/或表面活性剂或是其它流动辅助剂)悬浮在液体、半液体或是凝胶载体之中。于示范性实施例中,举例来说,但并没有任何限制意义,所述多个基板颗粒120会悬浮在作为载体的去离子水中,具有可水溶的增稠剂(例如,甲基纤维素、瓜尔胶(guar gum)或是熏硅(fumed silica,例如,Cabosil)),可能还会运用表面活性剂或是流动辅助剂(例如,辛醇、甲醇、异丙醇或是去离子的辛醇或异丙醇),并且可能还会使用黏结剂,例如,含有实质很小或比较小(举例来说,1微米)的镍质珠体的各向异性导电黏结剂,(其会在压缩与固化之后提供导电性(如下文的讨论)并且,举例来说,可用以改善或增强奥姆接点265的创造结果),或是任何其它可uv固化、可热固化或是可空气固化的黏结剂或聚合物,其包含下文更详细讨论的黏结剂或聚合物(其亦可配合介电化合物、透镜...等来运用)。所述挥发性或蒸发性成分会被消耗,例如,经由加热制程、uv固化制程、或是任何烘干制程,举例来说,以便留下所述基板颗粒120,其实质上或至少部分会接触并黏着至所述一或多个第一导体110。该悬浮材料可能还包含反射性、扩散性、或是散射性颗粒,举例来说,以便在发光应用中在垂直于基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H的方向中有助于透光。
可能还会运用到额外的步骤或数道步骤制程来将所述多个基板颗粒120沉积在所述多个第一导体110上方以及所述凹窝、通道或是沟槽105里面。另外,举例来说,但并没有任何限制,黏结剂(例如,甲氧基化丙烯酸醇醚单体(其可能还包含可水溶的光起始剂,例如,TPO(triphosphene oxide)))或各向异性的导电黏结剂可以先被沉积,接着,沉积已经悬浮在上面讨论的任何载体中的所述多个基板颗粒120。
举例来说,当所述多个基板颗粒120被沉积时所述多个第一导体110仅部分被固化或者未被固化,所述多个基板颗粒120可能会变成轻度或部分埋置在所述多个第一导体110里面,有助于形成奥姆接点265,如各个图式中所示。经由施加压力(如下文参考图13的讨论)、热处理、uv固化...等可能还会发生额外的埋置或接点创造作用。
于示范性实施例中,所述多个基板颗粒120的悬浮媒介还包括溶解剂或其它反应剂,其刚开始会溶解或再润湿某些所述一或多个第一导体110。当所述多个基板颗粒120的悬浮液被沉积且所述一或多个第一导体110的表面接着被部分溶解或未被固化时,所述多个基板颗粒120便可能会变成轻度或部分埋置在所述多个第一导体110里面,其同样有助于形成奥姆接点265,并且在所述多个基板颗粒120与所述一或多个第一导体110之间创造“化学键结”或“化学耦合”。当该溶解剂或反应剂消耗时,例如,经由蒸发,所述多个第一导体110会再硬化(或是再固化),实质接触所述多个基板颗粒120。举例来说,但并没有任何限制,示范性溶解剂或反应剂为丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycol monomethyl ether acetate)(C6H12O3)(由Eastman所售,其商标名称为“PMAcetate”),使用时和异丙醇(isopropyl alcohol或是isopropanol)的莫耳比约为1∶8(或者,重量比约为22∶78),以便形成所述多个基板颗粒120的悬浮媒介。另外,举例来说,但并没有任何限制,其它示范性溶解剂或反应剂包含各式各样的二价酸酯及它们的混合物,例如,丁二酸二甲酯、己二酸二甲酯以及戊二酸二甲酯(这些可以从来自Invista的产品名称为DBE、DBE-2、DBE-3、DBE-4、DBE-5、DBE-6、DBE-9以及DBE-IB的各种混合物中取得)。于示范性实施例中使用的DBE-9和异丙醇的莫耳比约为1∶10。
所述多个基板颗粒120可能是由任何类型的半导体元素、材料或化合物所构成,例如,硅、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)或是任何无机或有机半导电材料,并且具有任何形式,举例来说,但并没有任何限制,其包含:GaP、InAlGaP、InAlGaP、AlInGaAs、InGaNAs、AlInGaSb。举例来说,为形成半导体基板颗粒120,可能会运用硅作为单晶硅、多晶硅、非晶硅...等,并且不需要磊晶成长半导体集成电路及习知的二极管,而砷化镓、氮化镓以及其它半导电化合物亦会有雷同各式各样的结晶结构及非结晶形式。所述多个基板颗粒120还可能是由用于发光或能量吸收(光伏特学)的任何类型的有机或无机化合物或聚合物所构成,例如,用于发光二极管(Light Emitting Diode,OLED)、磷光OLED(Phosphorescent OLED,PHOLED)、聚合物发光二极管(Polymer LightEmitting Diode,PLED)、发光聚合物(Light Emitting Polymer,LEP)的各种聚合物及化合物,举例来说,其包含,但并不受限于:聚乙炔化合物、聚吡咯化合物、聚苯胺化合物、聚对伸苯基伸乙烯基、聚芴(polyfluorene)、共轭树状聚体(conjugated dendrimer)、有机金属螯合物(举例来说,Alq3)、以及任何与所有它们的对应衍生物、取代侧链...等,其还可能具有被囊封的形式,例如,囊封在微胞体或是其它容器中。如上面所提及,“基板颗粒”可能包含任何无机或有机半导电材料、能量发射材料、能量吸收材料、发光材料、光伏材料或是其它电子材料,而且任何及所有此等元素、化合物、混合物及/或悬浮液皆落在本文所主张的发明的范畴里面。
在图11至24及32至40中,所述基板颗粒120被图解为实质球状。此外,虽然在一或多个示范性实施例中的所述基板颗粒120(以及二极管155与透镜150)为或者可被称为“球状”;不过,应该了解的是,本文所使用的“球状”意谓着并且包含“实质球状”,也就是,其是落在预设或其它选定变异、公差、或是其它规格的范围内的实质球状或主要为球状,因为实际上没有任何真实物体具有理论或教科书意义的完美球状。举例来说,但并没有任何限制,所述示范性实施例中所运用的所述各种球状颗粒(基板颗粒、二极管、透镜)通常欠缺至少下面某些均匀性:(1)每一个此种球体内的均匀性(也就是,在其从中心至表面不同点的半径中会有某些变异,而且会有某种程度的轻度非球状),(2)球体至球体的均匀性,其会有球体尺寸的变异,(3)各个颗粒形状与尺寸中的均匀性,其一部分或众多会是实质球状(而其它则为明显非球状及/或畸形,举例来说,端视供货商的公差而定),以及(4)表面特性的均匀性,多个基板颗粒120具有实质平滑或经研磨的表面,而其它基板颗粒120则具有较大的表面变异或粗糙度。所述基板颗粒120可以形成本技术中已知或本技术中会知悉的球状颗粒、珠体、或是丸体,例如,在Hamakawa等人于2004年3月16日所获颁的美国专利案第6,706,959号中针对硅(半导体)颗粒所揭示的,该案的标题为“光伏装置以及用于大量生产球状半导体颗粒的大量生产装置(PhotovoltaicApparatus and Mass Producing Apparatus for Mass Producing SphericalSemiconducting Particles)”,本文以引用的方式将其完整内容并入,具相同完全的权利与效力。其它非球状或不规则基板颗粒可以经由任何各种类型的研磨方法被形成实质球状基板颗粒,例如,球磨法(ball mill),但并没有任何限制。
于各种示范性实施例中,所述多个基板颗粒120接着会在原位置处被转换成对应的二极管155,如下文更详细的讨论。据此,所述多个基板颗粒120的尺寸会经过设计,以便提供所述最终多个二极管155的一或多个选定尺寸,例如,落在约10至40微米(μm)范围之中的最终二极管155,举例来说,这远小于先前技术发光二极管或光伏二极管(相差好几个大小等级)。于另一示范性实施例中,同样地,举例来说,但并没有任何限制,所述二极管155落在约25至40微米(μm)范围之中。由于本文中新颖的制造方法的关系而有可能使用此等小型基板与二极管尺寸,其包含使用所述多个基板颗粒120所组成的悬浮液以及使用印刷之类的沉积技术,其允许以群组的方式来整体处置所述基板颗粒,而不需要个别摆放每一个颗粒120。此外,同样如下文更详细的讨论,所述最终二极管155的超小尺寸特别有利,其在每个基板材料数量中会提供更多的接面(pn)数量,从而达成较高的光输出效率(在LED应用中)或是较高的光电能量转换效率(在光伏应用中)。
于各种示范性实施例中,所述多个基板颗粒120会经过选择或是被设计成具有有助于或者会在一或多个选定频率处创造光学共振的形状,例如,实质球状、实质超环面(或是环形)形状、柱状或是棒状...等,并且本文中将该些形状分别并统称为实质光学“共振”二极管155及/或半导体或基板颗粒120。此外,多个基板颗粒120可能还会经过选择或是被设计成具有可以帮助和所述多个透镜150进行模式耦合的形状,如下文更详细的讨论。
于其它示范性实施例中,所述多个基板颗粒120可能具有其它形状或形式,举例来说,但并不受限于:多面状、长椭圆形(椭圆形)、实质矩形、实质平面或是实质不规则或非球状,如图26至31中所示。举例来说,多面状基板颗粒120可以用于发光。又,举例来说,在选定的示范性实施例中亦可以运用实质矩形或实质平面的基板颗粒120,例如,先前技术、习知二极管的形状与尺寸。此外,所述多个基板颗粒120还可能具有各式各样的尺寸及形状,运用各式各样的尺寸,例如,以便在多个光波长或其它电磁波(EM)波长处提供发射、吸收或是光学共振。举例来说,但并没有任何限制,于一示范性实施例中,所述基板颗粒120为实质球状(落在预设的公差里面)并且落在约10至40微米的范围之中,而且,可能落在约25至40或25至30微米的范围之中。于一示范性实施例中,会使用被掺杂(举例来说,利用硼或其它元素)为p或p+(等效说法为P或P+)半导体的GaAs或GaN来帮助和所述一或多个第一导体110形成对应的奥姆接点。于其它示范性实施例中,还可以运用n或n+(等效说法为N或N+)掺杂物位准。
特别感兴趣的是,应该注意的是,除了将所述多个基板颗粒120悬浮在载体(或悬浮媒介)中以外,在将它们沉积在所述多个凹窝、通道或是沟槽105中的所述一或多个第一导体110上方之前,它们并不需要任何处理。举例来说,所述多个基板颗粒120并不需要进行任何微加工来改变它们的形状或是露出内部部分,这和先前技术明显不同。
此外,在创造装置(200、300、400、500、600及/或700)的过程的此时点处,所述多个基板颗粒120实质上为等向而且在将它们沉积在(所述多个凹窝、通道、或是沟槽105之中的)所述一或多个第一导体110上方期间或之前并没有且不需要进行任何配向作业。确切地说,同样和先前技术明显不同,当所述多个基板颗粒120在原位置处被转换成二极管之后会在该基板(举例来说,半导体)材料中产生配向或差异,以便接着在已于装置(200、300、400、500、600及/或700)的制造和创造期间被固定在正确位置的基板(举例来说,半导体)颗粒120中形成一对应的pn(或是等效的)接面。
另一选择作法是,于可能会在所述多个基板颗粒120及所述一或多个第一导体110之间创造足够的奥姆接点的前提下,所述多个基板颗粒120的载体或悬浮材料可能还包含绝缘(或介电)黏结剂或其它聚合物,其可能是由任何可固化的化合物所构成,该可固化的化合物具有合理的高介电常数,足以在所述多个第一导体110和下文所讨论的所述多个第二导体140之间提供电气绝缘。如下文更详细的讨论,可以运用各式各样介电化合物,而且任何及所有此等介电化合物皆落在本发明的范畴里面,并且举例来说,可能包含在可空气固化、可热固化或是可uv固化的黏结剂或其它聚合物里面,以便形成该悬浮液体、半液体或是凝胶载体的一部分或是全部。
熟习本技术的人士还会了解,亦可以运用各式各样的可移除或可蚀刻的化合物。举例来说,一旦所述多个基板颗粒120被埋置在所述多个第一导体110里面或是和所述多个第一导体110充分电气接触之后,接着便会被固化,该悬浮材料或是黏结剂的全部或一部分可能会被移除,例如经由酸蚀刻或离子蚀刻制程。此蚀刻或清洗制程可能还有助于和所述多个半导体球状颗粒120提供额外的电气接点,例如,和所述一或多个第二导体140接续形成多个电气接点。
于另一变化例中,所述基板颗粒120会悬浮在载体(例如,有机或无机溶剂)之中。接着,该载体便可以被蒸发,例如,经由施加热量、空气或是其它方法来帮助蒸发,而且所述多个基板颗粒120会被黏结至所述一或多个第一导体110,例如,经由使用溶解剂或反应剂(如上面的讨论)、压力、镭射、uv或热退火、或是合金化、或是另外施加某种形式的能量。据此,所述多个基板颗粒120和所述一或多个第一导体110之间的电气耦合可以任何复数种方式发生,任何及所有此等方式皆落在本文所主张的发明的范畴里面。举例来说,但并没有任何限制,此耦合可以藉由邻接、压力、镭射、uv或热退火、或是合金化来进行,藉由将所述多个基板颗粒120部分埋置在一或多个第一导体110里面(例如,当形成所述一或多个第一导体110的导电油墨或聚合物在沉积所述多个基板颗粒120之前未被固化或是仅被部分固化时,或是在该基板颗粒沉积制程期间已经使用反应悬浮剂被溶解或是被再润湿时);或是藉由使用各向异性的导电聚合物,举例来说,但并没有任何限制,它们会在压缩与固化之后产生电气连接。于示范性实施例中,会利用一或多个以铝为基础的第一导体110经由热退火来退火所述基板颗粒120,该热退火的温度介于约摄氏350至450度之间或者足以形成所希或所选定程度之(多个)奥姆接点却不会对该组件的其它部分造成负面影响的任何更低温度,端视该基底100的组成而定。
图13所示的是第五示范性基底100D的横向视图,所述多个基板颗粒120会在用于形成根据本发明教示内容的装置实施例的示范性方法中的非必要步骤中通过压缩滚轮195。于此示范性实施例中,所述多个第一导体110可能会保持液体、胶体或是部分固化的形式。在沉积所述多个基板颗粒120之后,所述多个基板颗粒120便可以被压缩至未固化或是部分固化的多个第一导体110之中,例如,藉由移动具有所述多个第一导体110及所述多个基板颗粒120的基底100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G及/或100H通过此等压缩滚轮195,或是通过会施加压力至所述多个基板颗粒120或者会将所述多个基板颗粒120设置在所述多个第一导体110之中或者让它们抵靠所述多个第一导体110的任何其它构件,以便帮助在基板颗粒120及第一导体110之间形成奥姆接点(265)。
图14所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的具有多个第一导体110和多个基板颗粒120(其中会形成接面275并且因而会构成二极管155)的第五示范性基底100D的剖视图(贯穿40-40’平面)。举例来说,但并没有任何限制,对半导体基板颗粒120来说,该接面275通常是pn(或PN)接面275;而对有机或聚合物基板颗粒120来说,该接面275则可以被视为介于用来创造OLED或PLED的有机层或聚合物层之间的接面。举例来说,对于构成具有第一多数载子(举例来说,p+或n+)的半导体的多个基板颗粒120来说,会创造具有第二多数载子(举例来说,对应的n+或p+)的层或区域255,用以形成接面275。在印刷制程的一部分中,对于p或p+半导体基板类型来说,会在所述多个基板颗粒120的第一或上方部分在一载体或黏结剂中沉积具有液体、半液体、胶体或薄膜形式(例如,油墨或聚合物)的n型掺杂物(例如,磷或是磷与硅),并且进行加热,或是接受镭射能量,或是进行另一种形式的固化、退火或合金化,俾使得该n型掺杂物或n型材料会充分地扩散至所述多个基板颗粒120的该上方部分或是和所述多个基板颗粒120的该上方部分键结,从而形成穿透层或区域255,于本例中,该穿透层或区域255是n型穿透层或区域255,其会与p型半导体基板颗粒120定义对应的接面275(于本例中,其是pn接面275)。于示范性实施例中,该(n型)穿透层或区域255(以及对应的pn接面275)为实质弯曲或是壳状,例如,当所述多个基板颗粒120为实质球状时其为半球形壳状,该n型层255(以及对应的pn接面275)通常会略微延伸在外侧涂料260的下方,并且和典型的先前技术二极管明显不同,典型的先前技术二极管具有实质平面且平坦的pn接面或是在半导体基板的井部里面具有实质平面且平坦的pn接面。相反地,p型穿透层或区域255可能会被形成在n型基板颗粒120里面,并且会被视为等效并且同样落在本发明的范畴里面。另外,于示范性实施例中,n型掺杂物(例如,磷)会悬浮在比较挥发性的载体或黏结剂之中,当施加镭射能量时该载体或黏结剂便会消耗。在所述多个基板颗粒120的该第一或顶端部分上会运用快速激光脉冲或是加热(例如,利用钨质加热构件或是吧台灯或uv灯在摄氏800至1200度处加热一段时间周期,该段时间周期可能为十分之几秒一直到15至30分钟),俾使得任何的热都会迅速地消散,而不会对该组件的其它部分产生负面影响。于示范性实施例中,还可能会运用光阻,俾使得该装置的其余部分不会裸露至该被沉积的掺杂物材料或者该被沉积的掺杂物材料不会黏着至该些区域。此外,还可以调整各种的表面特征(例如,润湿性),如上面的讨论。
于另一示范性实施例中,可能会经由旋转、喷洒或是印刷来沉积各种“旋涂(spin-on)”材料,用以提供此n型掺杂效果。对此实施例来说,举例来说,但并没有任何限制,磷质膜、砷质膜或是掺锑的玻璃膜会被沉积在所述多个基板颗粒120(例如,硅颗粒)的表面之上,并且会被加热,以便在所述基板颗粒120的上方形成额外的层(并且在和所述基板颗粒120介接的界面处形成pn接面)(如图15中所示),或者造成从此薄膜处扩散至所述多个半导体(硅)颗粒120之中的效果。举例来说,但并没有任何限制,示范性n型掺杂物或旋涂材料包含可向位于美国新泽西州惠帕尼市的Emulsitone公司购得的掺杂物,例如,用于埋植层的Emulsitone Emitter Diffusion Source N-250、Arsenosilicafilm以及Antimonysilicafilm,用于太阳能电池胞的Phosphorosilicafilm 5x1020以及Phosphorofilm。该些示范性掺杂物或旋涂材料会被沉积,并且相依于涂敷方式及掺杂物而定,例如,在Emulsitone Emitter Diffusion Source N-250中,可能一开始会先被加热至摄氏150至200度,保持15分钟,用以硬化该薄膜,接着,会在摄氏800至1200度处或者在能够形成具有所希或所选定特征(例如,所希望的穿透深度)的接面275及/或层或区域255却不会在该组件的此制造时点处对该组件的其它部分造成负面影响的任何更低温度处(例如,低于摄氏200至300度的温度)加热15至30分钟。
图15所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110和多个基板颗粒120(在沉积一层或区域255A之后,其同样会形成接面275,并且因而构成二极管155)的第五示范性基底100D的剖视图,该图还图解同样根据本发明教示内容的用以在原位置处制造二极管155的另一变化例。对此示范性实施例来说,二极管155包括被耦合至基板颗粒120的层或区域255A,用以形成接面275。(图15亦可被视为是图12的剖视图(贯穿40-40’平面)在沉积一或多个绝缘体135及一层或区域255A之后的变化例,其并未在透视图中分开图解;图15亦可被视为是图16的剖视图(贯穿50-50’平面)在沉积一层或区域255A之后的变化例,其并未在透视图中分开图解)
如下文参考图16与17的更详细讨论,一或多个绝缘体(或是绝缘层)135可能会被沉积,用以在一或多个第二导体140及一或多个第一导体110之间提供电气隔离。对此示范性实施例来说,在沉积所述多个基板颗粒120之后,便可能会沉积一或多个绝缘体(或是绝缘层)135可能会被沉积,接着则会沉积一层或区域255A。于其它示范性实施例中,可能会于原位置处创造二极管155之后才沉积所述一或多个绝缘体(或是绝缘层)135,如下文的讨论。
另外,举例来说,对于构成具有第一多数载子(举例来说,p+或n+)的半导体的多个基板颗粒120来说,会创造具有第二多数载子(举例来说,对应的n+或p+)的层或区域255A,其同样是用以形成接面275。举例来说,但并没有任何限制,对半导体基板颗粒120来说,该接面275通常是pn(或PN)接面275;而对有机或聚合物基板颗粒120来说;该接面275则可以被视为介于用来创造OLED或PLED的有机层或聚合物层之间的接面。在沉积制程的一部分中,例如,使用电浆沉积或溅镀,对于具有第一多数载子(举例来说,p+硅)的半导体基板类型来说,会在所述多个基板颗粒120的第一或上方部分及任何一或多个绝缘体135的上方(顶端)沉积具有第二多数载子(举例来说,n型掺杂物,例如,掺磷的硅)的半导电材料。此外,于各种实施例中,该具有第二多数载子的半导电材料可能会被沉积在该第一表面(或侧)的上方,覆盖所述多个基板颗粒120的第一或上方部分、一或多个绝缘体135以及脊部或冠部)115(图中显示为区域277)。所述对应的已沉积第二多数载子(n型)半导电材料会与每一个所述基板颗粒120形成连续的半导体主体,例如,与基板颗粒120的上方部分形成连续晶体或是其它键结;与第一多数载子(p型)半导体基板颗粒120形成已沉积的层或区域255A,于本例中,其是会定义对应接面275(于本例中,其是pn接面275)的n型层或区域255A。于示范性实施例中,该(n型)层或区域255A(以及对应的接面275)会被形成该基板颗粒120上方的“帽部”,并且同样为实质弯曲或是壳状,例如,当所述多个基板颗粒120为实质球状时其为半球形壳状,并且同样和具有实质平面且平坦的pn接面或是在半导体基板的井部里面具有实质平面且平坦的pn接面的典型先前技术二极管明显不同。于另一示范性实施例中,当该第二多数载子(n型)半导电材料被沉积为同样会覆盖所述绝缘体135及脊部115的层时,该接面275同样会在和该基板颗粒120介接的接口处被形成“帽部”,并且同样为实质弯曲或是壳状,例如,当所述多个基板颗粒120为实质球状时其为半球形壳状。相反地,第一多数载子(p型)层或区域255A可能会被形成在第二多数载子(n型)基板颗粒120的上方,并且会被视为等效并且同样落在本发明的范畴里面。在沉积所述一或多个绝缘体135并且形成层或区域255A之后,便可以如下文讨论的方式(从图18开始及其后面的图式)来沉积一或多个第二导体140及其它特征图样。下文将参考图37至40来图解与讨论利用此方法所创造的示范性装置700实施例。
于示范性实施例中,可能会利用电浆沉积制程来沉积一层或区域255A,例如,利用具有数个陶尔的真空反应室,举例来说,但并没有任何限制,其可能是作为整个印刷制程中的模块的处理反应室。在沉积一或多个绝缘体135之后(如下文更详细的说明),便可以处置该第一侧或表面,例如,利用含氟的气体来处置,当所述多个基板颗粒120是由半导体(例如有掺杂的硅)所构成时,该含氟的气体可能会略微蚀刻所述多个基板颗粒120并且可能会进一步创造所述绝缘体135的表面,该表面会具有较差的黏着特征(举例来说,类铁弗龙)。接着,该电浆沉积制程会沉积该半导电材料(例如,硅),其会黏着至所述第一多数载子基板颗粒120,但是实质上不会黏着至所述绝缘体135的已氟化表面(并且接着可能会被移除),并且会沉积该第二多数载子(n型),其会被并入该已沉积的半导电材料之中并且可能还会进一步扩散至所述基板颗粒120之中,从而形成层或区域255A。该已沉积、经第二多数载子(n型)掺杂的半导电材料接着会紧密的接触具有第一多数载子的所述基板颗粒120,从而形成具有接面275(例如,n+p接面)的连续半导体(举例来说,硅)主体。
于另一示范性实施例中,可能会利用溅镀制程来沉积一层或区域255A。在沉积一或多个绝缘体135之后(如下文更详细的说明),便可以清洗或处置该第一侧或表面,例如,利用背面溅镀制程。该溅镀制程接着会沉积该掺杂着第二多数载子的半导电材料(例如,n+硅源中掺杂着磷的硅),其会黏着至所述第一多数载子基板颗粒120、所述绝缘体135以及脊部115,第二多数载子(举例来说,n型)会被并入该已沉积的半导电材料之中,从而形成层或区域255A。该已沉积、经第二多数载子(n型)掺杂的半导电材料接着会紧密的接触具有第一多数载子的所述基板颗粒120,从而形成具有接面275(例如,n+p接面)的连续半导体(举例来说,硅)主体。
于示范性实施例中,对所述电浆沉积及溅镀两种制程来说,可能还会运用光阻,俾使得该装置的其余部分不会裸露至该被沉积的掺杂物材料或者该被沉积的掺杂物材料不会黏着至该些区域。此外,还可以调整各种的表面特征(例如,润湿性),如上面的讨论。
参考图14与15,于各种或选定的示范性实施例中,该(pn)接面275可能涵盖以所述多个基板颗粒120为中心的壳体区的不同百分比。举例来说,使用藉由形成对应接面275的穿透层或区域255所覆盖的表面区域的数量为基础的百分比,当所述多个基板颗粒120为实质球状时,每一个实质半球形壳状(pn)接面275可能会涵盖基板颗粒120的百分之15至60;于其它示范性实施例中,壳状pn接面275可能会涵盖基板颗粒120的百分之15至55;而于实质球状基板颗粒120的各种示范性实施例中,则可能会约略或大约涵盖基板颗粒120的百分之20至50或是百分之30至40(正负特定的小额百分比(△))。这同样和先前技术明显不同,于先前技术中,该(pn)接面刚开始会涵盖整个球状半导体,接着其必须进行微加工,以便露出所述基板类型中的其中一种。举例来说,于一示范性实施例中,实质上所有所述多个实质球状二极管中的每一个二极管表面及对应的穿透或扩散区域(255、255A)中的百分之15至55会有第二多数载子(第二掺杂物类型)(n型或p型)(也就是,在每一个二极管155的第一、主要上方表面的一部分、大部分或是全部的上方会有该第二掺杂物类型,该第二掺杂物类型可能会额外扩散至该二极管的第二、下方表面),而其余的二极管表面及内部则会有第一多数载子(或是第一掺杂物类型)(p型或n型)(也就是,每一个二极管的第二、下方表面的大部分、一部分或是全部包括未被该已沉积第二掺杂物类型及其对应扩散覆盖的原始基板),于每一个此等实质球状二极管的里面会相应形成pn接面。
因为该(n型)穿透层或区域(255、255A)并没有完全涵盖该半导体基板颗粒120,所以,并不需要进一步处理以露出p型区域,这同样和先前技术不同。据此,具有p型(或n型)区域的奥姆接点可以直接产生在该半导体基板颗粒120的未经改变、没有凹陷的外部上,而不需要进行微加工并且露出内部的凹陷部分。此外,因为最终的二极管155是在原位置处产生,所以,并不需要对齐该pn接面而且不用摆放经过配向的二极管,因为该会在示范性装置200、300、400、500、600及/或700里面的正确位置处制造二极管155的新颖方法的关系,其会自动进行正确的对齐与摆放。再者,因为在二极管155成形之前已经先创造出介于所述基板颗粒120和所述一或多个第一导体110之间的奥姆接点,这同样和典型的半导体制造技术明显不同。据此,接面275会被创造在实质弯曲且为壳状的(而在示范性实施例中为实质半球形壳状或是帽状)二极管155之中,而且进一步同步或同时会有“裸露的”半导体基板(举例来说,被黏结至或是可用以黏结至导体的p型区),而且,在示范性实施例中,会有裸露的且为实质半球状的半导体基板,其至少部分已经被耦合至一或多个第一导体110。换种方式描述,一为实质弯曲且为壳状或是帽状的(pn)接面275(其会覆盖该半导体基板颗粒120的预设百分比而且不论何时皆不会涵盖整个半导体基板颗粒120)会被创造于半导体基板颗粒120(其已经被黏结至、被附接至或是被耦合至导体,例如,第一导体110)之中。
在二极管155创造之后(具有区域或层255或255A),可能会形成钝化层,例如,利用电浆沉积制程,从而在所述二极管155之上创造比较刚强且耐用的涂料,于各种实施例中,其亦可能为可挠性。举例来说,可以运用电浆沉积。
于各种示范性实施例中,如上面所提及,所述多个基板颗粒120的尺寸会经过设计,以便提供所述最终多个二极管155的一或多个选定尺寸,例如,落在约10至40或25至40微米(μm)范围之中的最终二极管155。所述最终二极管155的此超小尺寸特别有利,其在每个基板材料数量中会提供更多的(pn)接面275的数量,除了其它优点之外,从而会达成较高的光输出效率(在LED应用中)或是较高的光电能量转换效率(在光伏应用中)。
此外,对光伏应用来说,当所述多个基板颗粒120为实质球状时,已经形成pn的接面275大体上会或者将会完全曝露在(且于某些情况中垂直于)入射光中同样很重要,该入射光会来自装置200、300、400、500、600、700的第一或上方部分上的任何对应方向。此额外的特点会使得来自各种方向的外来光皆可以用于能量生成,而不需要额外的先前技术必要条件要求移动或定位光伏面板以追踪太阳的移动或位置(使用地球作为基准架构)。
当所述多个基板颗粒120是由有机或无机化合物及聚合物所构成时(例如,OLED或PLED所运用的有机或无机化合物及聚合物),还会有额外可采用的变化例。相依于所运用的化合物类型,该OLED可能是由单一层(于本例中为该基板颗粒120)所构成,而且倘若如此的话,便不需要形成层255。对于其它多层OLED来说,可以藉由涂布、印刷或是其它添加用于该选定OLED及/或OLED层的化合物及/或聚合物的方式来达到形成层或区域255的目的,接着,该层255便会构成该对应的OLED层,并且会形成对应的层间接面(275)(举例来说,相当于或等效于pn接面)(而且,举例来说且同样如下文的讨论,所述有机基板颗粒还会变成对应的(有机)二极管155)。对于多层OLED来说,可能会重复进行此制程,从而在另一个的顶端上创造多个区域255,其同样会在示范性装置200、300、400、500、600、700中的正确位置处形成OLED并且是在该基板颗粒120耦合至导体(第一导体110)之后。
经由使用多个基板颗粒120上方的已沉积的载子(掺杂物)及/或涂料,在原位置处形成pn或等效接面,所述多个基板颗粒120现在便会被转换成对应的多个二极管155,并且可能是任何类型或种类的二极管,例如,用于光伏应用的二极管(PV二极管),或是用于发光应用的二极管(发光二极管或是LED)。换种方式描述,在被沉积时,所述基板颗粒120并非二极管,仅是没有接面的基板颗粒,接着才会在正确的地方形成所述接面275。
此外,于示范性实施例中,为形成发光二极管(LED),基板颗粒120及对应的掺杂物与涂料可能会以不同的方式被沉积,例如,举例来说,但并没有任何限制,印刷第一列/凹窝的红色LED、第二第一列/凹窝的绿色LED、第三第一列/凹窝的蓝色LED、第四第一列/凹窝的红色LED...等,从而创造会控制色温的发光装置。如上面所提及,多条连接线或多条耦合线(例如电线或导线)可能会被连接至对应的穿孔280、285,而没有导电背部平面290,以便能够经由施加对应的电压或电流来个别选择此等列。如下文参考图20的更详细说明,可能还会运用额外的涂料,例如用于LED应用的一或多种类型磷光体的涂料。
图16所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155以及多个绝缘体135的示范性基底100、100A、100B、100C、100D的透视图。图17所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155以及多个绝缘体135的第五示范性基底100D的剖视图(贯穿50-50’平面)。其中一种选择性作法是,在沉积多个第二导体140或是单一个第二导体140(举例来说,第二导电层)之前,绝缘材料会已经被沉积在所述多个二极管155的所述第一(顶端或上方)部分的周围部分或横向部分的上方,用以形成对应的多个绝缘体135,例如,经由印刷或涂布制程,或者,可以被沉积为单一、连续的绝缘层(如下文参考图34、35、以及36的图解与讨论)。所述非必要的绝缘体135可以用来帮助防止在第二导体140及二极管155的第二或下方(本例中为p型)部分之间有任何接触。此外,于示范性实施例中,绝缘体135可能会被沉积为一层,前提是,所述二极管155中有足够的部分保持裸露,以便接触一或多个第二导体140并且会露出所述二极管155的第一、上方部分用以进行光发射或吸收。如上面参考图15所提及,亦可以在进行二极管155创造之前先沉积一或多个绝缘体135。
此外,所述多个绝缘体135可能是由悬浮在任何各种媒介之中的任何绝缘或介电化合物所构成,如上文及下文的讨论,举例来说,但并没有任何限制,悬浮在具有光起始剂的聚合性媒介之中的无机介电颗粒。于图中所示的实施例中,由悬浮在具有光起始剂的聚合性媒介(例如,可uv固化的聚合性黏结剂)之中的无机介电颗粒所组成的一或多种介电悬浮液会与所述多个基板颗粒120分开沉积,或者,除了沉积所述多个基板颗粒120之外还会另外沉积由悬浮在具有光起始剂的聚合性媒介(例如,可uv固化的聚合性黏结剂)之中的无机介电颗粒所组成的一或多种介电悬浮液,用以形成一或多个绝缘体135。举例来说,但并没有任何限制,用于形成绝缘(或是介电)悬浮液的示范性介电化合物包含:悬浮在下面溶剂或聚合物之中的有机或无机介电颗粒(举例来说,粉末或是其它粒状形式的钛酸钡、二氧化钛...等),例如,去离子水、二乙二醇、异丙醇、正丁醇、乙醇、单甲基醚丙二醇乙酸酯、二价酸酯(举例来说,Invista DBE-9);可水溶性树脂,例如,聚乙烯醇(PolyVinyl Alcohol,PVA)、缩丁醛(PolyVinyl Butyral,PVB)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙二醇;以及流动辅助剂或是表面活性剂,例如,辛醇以及由EmeraldPerformance Materials供应的Foamblast 339。于其它示范性实施例中,一或多个绝缘体135可能为聚合性,例如,包括去离子水中的PVA或PVB,通常小于百分之12。用于形成绝缘(或介电)悬浮液、聚合物或是载体的其它市售示范性介电化合物包含,但并不受限于:(1)Conductive Compounds所售的钛酸钡介电质;(2)DuPont所售的5018A透明UV固化油墨,5018G绿色UV固化油墨,5018蓝色UV固化油墨,7153高K值介电绝缘体,以及8153高K值介电绝缘体;(3)SunPoly,Inc.所售的305D可UV固化的介电油墨以及308D可UV固化的介电油墨;(4)各家供货商所售的二氧化钛充填可UV固化的油墨。
图18所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135以及多个第二导体140的示范性基底100、100A、100B、100C、100D的透视图。图19所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135以及多个第二导体140的第五示范性基底100D的剖视图(贯穿60-60’平面)。
参考图18与19,在形成该pn接面或是其它接面275及/或沉积多个绝缘体135之后,或者反之亦可,一或多个第二导体140便会被沉积(举例来说,经由印刷导电油墨、聚合物或是其它导体(例如,金属)),其可能是上文讨论的任何类型的导体、导电油墨或聚合物,或者,可能是透光的(或透明的)导体,用以与所述二极管155的第一或上方(于本例中为n型)穿透层或区域(255)的裸露或非绝缘部分形成奥姆接点。图中虽然显示多个第二导体140;不过,透光的第二导体亦可以被沉积为单一连续层(用以形成单一电极),例如,针对发光应用或光伏应用(如下文参考图34、35以及36的图解与讨论)。一(或多个)透光的第二导体140可能是由具有下面特征的任何化合物所构成:(1)有足够的导电性,用以在默认或选定的时间周期中供能给装置200、300、400、500、600、700的第一或上方部分或者从装置200、300、400、500、600、700的第一或上方部分处接收能量;以及(2)在选定的电磁辐射波长(例如,在一部分的可见光谱中)中具有至少预设或选定的透明位准或透射性。举例来说,当本发明用在发光应用或光伏应用中时,一(或多个)透光的第二导体140提供能量给所述多个二极管155或是从所述多个二极管155处接收能量的导电时间或速度会明显小于其它应用。因此,用以形成该(等)透光或不透光第二导体140的材料的选择可能会不相同,其会相依于该装置200、300、400、500、600、700的选定应用并且相依于非必要的一或多个第三导体145(下文会作讨论)的运用。该(等)一或多个第二导体140会被沉积在所述多个二极管155的裸露及/或非绝缘部分的上方,及/或还会被沉积在任何所述多个绝缘体135及/或脊部115的上方,例如,利用印刷技术或涂布技术中已知或可能会知悉的印刷或涂布制程,必要时或者若有需要,会正确的控制任何选定的对齐或排列作业。端视选定的实施例以及第二导体140是否为实质透明而定,该(等)一或多个第二导体140可能会被沉积在所述多个二极管155的所述裸露部分的全部部分或是仅其中一部分及/或任何多个绝缘体135的上方,例如,以所述二极管155的周围的侧边或是边缘为基准,如图所示。
于示范性实施例中,除了上面所述的导体之外,亦可以运用奈米碳管(CNT)、聚二氧乙基噻吩(举例来说,AGFA Orgacon)、聚苯胺或聚吡咯聚合物、氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)及/或氧化锑锡(Antimony Tin Oxide,ATO)(该ITO或ATO通常会以颗粒的形式悬浮在前面讨论的任何各种黏结剂、聚合物或是载体之中)来形成(多个)透光的第二导体140。于示范性实施例中,奈米碳管会悬浮在可聚合的离子液体(例如,具有可聚合丙烯酸酯或是其它可聚合化合物(并且可能进一步包含额外的表面活性剂)的含水联氨(aqueoushydrazine))之中,最终的导体(110、140、145)则包括悬浮在(已固化)丙烯酸、塑料或是聚合物之中的奈米碳管。虽然ITO与ATO在可见光中提供充分的透明性;但是,它们的阻抗或阻值却比较高(举例来说,20kΩ),从而会在电气传输中产生对应较高的(也就是,缓慢的)时间常数。亦可以运用具有较小阻抗的其它化合物,例如,聚二氧乙基噻吩。因此,于某些所述示范性实施例中,具有较小阻抗或阻值的一或多个第三导体145(图22、24、26、27、33、41中所示)会被并入或者可能会被并入对应的(多个)透光第二导体140之中,以便降低此层的总阻抗或阻值,缩短导电时间,并且还会提高该装置的响应速度。如上面所示,在具有较大外形因子的发光应用或光伏应用中,可以运用此等一或多个第三导体145来提供更快速的照明,从而达到供能给要被照明的区域中更多的中央部分,否则,由于可被选择用在(多个)透光第二导体140中的许多类型化合物的不充分导电的关系,其便可能会保持未被供能而且为暗黑。举例来说,为形成一或多个第三导体145,可能会利用被印刷在该(等)透光第二导体140的对应带线或电线上方的导电油墨或聚合物(举例来说,银质油墨、CNT或是聚二氧乙基噻吩聚合物)来形成一或多条精细电线,或者,可以利用被印刷在较大型显示器中较大、单一透明第二导体140上方的导电油墨或聚合物来形成一或多条精细电线(举例来说,具有格栅图样),以便在整个该透明的第二导体140中提供较高的导电速度,并且会在相关的申请案中作更详细的讨论。此等第三导体145的用法会图解在各个图式中并且会在下文作进一步讨论。
可以等效用来形成(多个)实质透光第二导体140的其它化合物包含上面所提及的氧化铟锡(ITO)以及本技术中目前已知或是可能会知悉的其它透光导体,其包含,一或多个上文讨论的导电聚合物,例如,商标名称为“Orgacon”的聚二氧乙基噻吩以及各种以碳及/或奈米碳管为基础的透明导体。举例来说,代表性的透光导电材料为可购自DuPont的7162与7164ATO半透明导体。(多个)透光第二导体140亦可以结合各种黏结剂、聚合物或是载体,其包含前面所讨论的,例如,可在各种条件下固化的黏结剂,例如,曝露至紫外光辐射(可uv固化)。
再次参考图18与19,当该(等)第一导体(110)和第二导体(140)被供能而导致提供电力给所述多个二极管155(例如,LED)时,便会在可见光谱中发光。所以,所述最终的装置200、300、400、500、600及/或700(对应表示为发光装置200A、300A、400A、500A、600A、700A)特别适用于发光应用及静态显示应用。同样地,当所述多个二极管155为光伏二极管(其会构成一光伏装置,对应表示为装置200B、300B、400B、500B、600B及/或700B)时,当曝露在光中时,便会跨越所述一或多个第一导体110及所述一或多个第二导体140产生电压。当所述一或多个第一导体110位于所述二极管155及该基底(100至100H)之间时,可以经由该导电背部平面290;经由所述导电穿孔280或285;经由以该装置200、300、400、500、600及/或700的周围为基准的所述一或多个第一导体110的裸露边缘;或是经由被耦合至所述穿孔280、285或是导体110的任何其它连接线来提供或取得所述对应的电压。接取所述一或多个第二导体140亦可以经由以该装置200、300、400、500、600的周围为基准的裸露边缘或是从该装置200、300、400、500、600、700的第一或上方侧处来达成。
图20所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140以及一或多个发光层295(举例来说,其包括一或多个磷光体层或是涂料)的第五示范性基底100D的剖视图。于示范性实施例中,例如LED实施例,一或多个发光层295可能会被沉积在(例如,经由印刷制程或涂布制程)所述二极管155的上方(并且可能还会被沉积在其它选定区域或是整个表面的上方)。所述一或多个发光层295可能是由能够或者被调适成响应于二极管155所发出的光(或是其它电磁辐射)而在可见光谱(或是任何选定频率处的其它电磁辐射)中发光的任何物质或化合物。举例来说,以黄色磷光体为基础的发光层295可以配合蓝色发光二极管155来运用,用以产生实质上为白色的光。此等电致发光化合物包含可以任何各种形式且具有任何各种掺杂物来提供的各种磷光体,例如,掺有铜、镁、锶、铯、稀土...等的硫化锌或是硫化镉。其中一种此类示范性磷光体为硫化锌(有掺杂的ZnS)磷光体,其可以囊封(粒状)的形式来提供,以方便使用,例如,源自DuPontTM Luxprint
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电致聚合物厚膜材料的微囊封有掺杂的ZnS磷光体囊封粉末。于所述示范性实施例中虽然并未结合一介电质;不过,此磷光体亦可以结合一介电质(例如,钛酸钡或是二氧化钛),以便调整此层的介电常数。构成所述一或多个发光层295的EL化合物或颗粒可以具有各种黏结剂的聚合物形式来运用或是悬浮,并且还可以分开结合各种黏结剂(例如,可购自DuPont或是Conductive Compounds的磷光体黏结剂),其兼具帮助进行该印刷或其它沉积制程并且让该磷光体黏着至下方层及后面的上覆层。所述一或多个发光层295亦可以可uv固化形式或可热固化形式来提供。各式各样的等效电致发光化合物皆可以采用并且皆落在本发明的范畴里面。
各式各样的等效电致发光化合物皆可以采用并且皆落在本发明的范畴里面,其包含,但并不受限于:(1)DuPont所售的7138J白色磷光体、7151J蓝绿色磷光体、7154J绿黄色磷光体、8150白色磷光体、8152绿蓝色磷光体、8154绿黄色磷光体、8164高亮度绿黄色磷光体,以及(2)Osram所售的GlacierGlo系列,其包含蓝色的GGS60、GGL61、GGS62、GG65,绿蓝色的GGS20、GGL21、GGS22、GG23/24、GG25,绿色的GGS40、GGL41、GGS42、GG43/44、GG45,橘色类型的GGS10、GGL11、GGS12、GG13/14,以及白色的GGS70、GGL71、GGS72、GG73/74。此外,端视于选定的实施例而定,着色剂、染料及/或掺杂物亦可以被纳入任何此类发光层295里面。此外,用于形成发光层295的磷光体或磷光体胶囊可能还包含会在特殊光谱(例如,绿色或蓝色)中发光的掺杂物。于该些情况中,该发光层可能会被印刷用以定义任何给定或选定颜色(例如,RGB或CMYK)的像素,以便提供彩色显示器。
当此等一或多个发光层295被用在发光应用中时,它们不会在图21至40中分开显示。熟习本技术的人士便会了解,图21至40中所示的任何装置可能还包括被耦合至或是被沉积在图中所示的二极管155上方的此等一或多个发光层295。举例来说,但并没有任何限制,如下文的讨论,多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中)亦可能会直接被沉积在所述一或多个发光层295及其它特征图样的上方,用以创造任何所述各种发光装置实施例200A、300A、400A、500A、600A及/或700A。
图21所示的是根据本发明教示内容的装置200实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140以及(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的)多个透镜150的示范性基底100、100A、100B、100C、100D的透视图。图22所示的是根据本发明教示内容的装置200实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140、多个第三导体145(因为被透镜150覆盖,所以,在图21中看不见)以及(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的)多个透镜150的第五示范性基底的剖视图(贯穿70-70’平面)。虽然并未分开显示,不过,该装置(200、300、400、500、600、700)可能还包含一或多个发光层295;及/或可能还包含保护涂料(例如,实质透明的塑料或其它聚合物),用以提供保护不会受到各种元素(例如,气候、空气中的腐蚀性物质...等)的破坏,或者,亦可以由该聚合物(树脂或其它黏结剂)165来提供此密封及/或保护功能。(为方便解释,图21使用虚线表示实质透明的方式来图解此聚合物(树脂或其它黏结剂)165)。
于示范性实施例中,所述多个透镜150可能是由硅酸硼玻璃或是其它硅酸盐玻璃或是塑料(例如,聚苯乙烯乳胶)所构成;不过,亦可以运用任何各种类型的材料,其包含,但并不受限于,其它类型的玻璃、塑料、其它聚合物、晶体或多晶体硅酸盐玻璃、及/或具有任何形状或尺寸的不同类型材料的混合。图中虽然显示为实质球状;不过,所述多个透镜150亦可能会有其它形状与形式,举例来说,但并没有任何限制,实质半球状、多面状、椭圆形(或长椭圆形)、不规则形、立方体、或是各种棱形形状(举例来说,梯形、三角形、金字塔形...等),并且可能还会有上文参考所述多个基板颗粒120所讨论的任何变异及/或公差,例如,在形状、尺寸...等方面。所述多个透镜150(它们具有至少一个第一折射率)会以颗粒的形式悬浮在实质透明、透光的聚合物(树脂或其它黏结剂)165(举例来说,但并没有任何限制,各种类型的胺基甲酸酯)之中,又,举例来说,但并没有任何限制,该聚合物(树脂或其它黏结剂)165可能为可uv固化或干燥、可热固化或干燥、或是可空气固化或干燥,并且进一步具有至少一个第二、不同的折射率(不同于所述多个透镜150的第一折射率)。
所述多个透镜150可以与所述多个二极管155有各式各样的空间关系,并且可以有各式各样的尺寸。从图21至22(或是其它图23、24、30至33、35以及36)中不应该推论出任何特殊的空间关系(举例来说,规律或不规律的间隔、邻接关系...等),明确地说,该些图式并没有依照比例绘制。举例来说,如上面所提及,所述透镜150可能远大于所述二极管155,例如,于示范性实施例中,会有五倍大。
于示范性实施例中,可能会运用聚合物(树脂或其它黏结剂)165或是其黏性亦可以在所述多个透镜150之间以及所述多个透镜150和所述二极管155之间提供至少特定间隔的其它聚合物,俾使得所述多个透镜150和所述多个二极管155不会紧密或是直接接触、邻接接触,每一个透镜150皆至少会被由聚合物(树脂或其它黏结剂)165所组成的薄膜或涂料包围。于另一示范性实施例中,会运用比较没有黏性的黏结剂,并且允许所述多个透镜150和所述多个二极管155中的任一个、一部分、或是全部彼此直接接触、邻接接触或是和其它装置组件直接接触、邻接接触(如图31中所示)。该聚合物(树脂或其它黏结剂)165在选定的感兴趣波长(例如,可见光、红外光以及紫外光)中会被视为透光或透明(在其已固化或已干燥的形式),并且在其它波长中可能会被视为不透光,反之亦可。除了各种类型的胺基甲酸酯聚合物之外,亦可以运用任何及全部其它聚合物、树脂或黏结剂(其包含任何已并入的溶剂、流动辅助剂、表面活性剂...等),所述任何及全部其它聚合物、树脂或黏结剂在它们的已固化或已干燥形式中在选定的波长处实质上为透明而且在所述选定的波长中具有合宜的选定第二折射率,它们包含前面所讨论的任何及全部其它聚合物、树脂或黏结剂,举例来说,但并没有任何限制:去离子水、二乙二醇、异丙醇、正丁醇、乙醇、单甲基醚丙二醇乙酸酯、甲氧基化丙烯酸醇醚单体(其可能还包含一可水溶的光起始剂,例如,TPO(triphosphene oxide)、二价酸酯(举例来说,Invista DBE-9);可水溶性树脂,例如,聚乙烯醇、缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇;以及流动辅助剂或是表面活性剂,例如,辛醇以及由EmeraldPerformance Materials所供应的Foamblast 339。
在沉积所述一或多个第二导体140(及/或第三导体145)(及/或一或多个发光层295)之后,于示范性实施例中,可能会将悬浮在一聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的所述多个透镜150沉积(例如,经由一印刷制程)在所述二极管155(及/或一或多个发光层295)、一或多个第二导体140(及/或第三导体145)、任何裸露基底(100至100H)...等的上方。于另一示范性实施例中,所述多个透镜150会以薄板、面板或是其它形式悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中并且会被固化,接着,最终的薄板或面板便会被附接至该装置200、300、400、500、600及/或700的其余部分(也就是,在所述二极管155(及/或一或多个发光层295)、一或多个第二导体140(及/或第三导体145)、任何裸露基底(100至100H)...等的上方),举例来说,但并没有任何限制,经由层迭制程,而且所有此等变化皆落在本文所主张的发明的范畴里面。
据此,不论悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的所述多个透镜150是否直接被沉积在所述二极管155(及/或一或多个发光层295)、一或多个第二导体140(及/或第三导体145)以及任何裸露基底(100至100H)的上方,或者不论悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的所述多个透镜150是否先被形成分离的结构并且接着被附接在所述二极管155(及/或一或多个发光层295)、一或多个第二导体140(及/或第三导体145)以及任何裸露基底(100至100H)的上方,悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的所述多个透镜150的组合皆会定义一具有多个折射率的透镜(透镜作用)结构150、165,换言之,其会定义具有至少一个第一折射率的多个透镜150以及具有至少一个第二折射率的聚合物(树脂或其它黏结剂)。这同样和先前技术明显不同,在先前技术中,透镜或扩散面板是由单一事先制好的材料(通常为塑料或另一聚合物)所构成,其具有单一折射率,而且透镜尺寸通常会比本发明的各种示范性实施例中所运用的所述多个透镜150大了好几个大小等级,如下文更详细的讨论(举例来说,平均直径介于约40至400微米之间)。
所述多个透镜150,尤其是当被施行为实质球状透镜时,会提供下面数种功能,其包含聚集功能,用以收集光并且将此光聚集在多个二极管155之上,以便在光伏应用中有更高的耦合效率,并且还会增宽装置200、300、400、500、600、700及/或200B、300B、400B、500B、600B、700B的入射角(或接受角),因为从众多角度处入射的光依然会被聚焦在所述多个二极管155之上。此外,举例来说,所述多个透镜150还会在装置200、300、400、500、600、700及/或200A、300A、400A、500A、600A、700A实施一分散功能,当被形成于LED 155时,用以散布由所述多个球状二极管155(及/或一或多个发光层295)所提供的光。所述多个透镜150的另一项优点是不需要任何特殊的对齐或排列,而使得并不需要相对于所述球状二极管155进行任何特定定位,任何给定的透镜150皆能将光聚集在数个二极管155上或是分散来自数个二极管155的光。更确切地说,作为对照尺寸的度量或指标的球状透镜150的直径(或半径)和球状二极管155的直径(或半径)比例已经被有意义的模拟成约10∶1至2∶1,在较高或较有意义模式耦合或是较大的光聚集(或分散)中,可能的最佳比例则为5∶1。所述多个实质球状透镜的平均直径通常为约20至400微米(对应于落在约10至40微米范围中的二极管155),且更明确地说,约80至140微米。所述多个二极管155的典型或平均直径以及该示范性基底100的所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115之间的任何空间(或者,等效的说法为该示范性基底100至100G的所述脊部(尖峰、***部或是冠部)115的宽度)可能会经过选择或是事先决定,俾使得所述多个透镜150可能会彼此分隔特定或预设的距离及/或用以形成由多个透镜150所组成的实质或相对完整的层。
使用所述多个透镜150来增宽装置200、300、400、500、600、700的外来光的入射角度对光伏应用特别有意义。在先前技术中,当该光伏(PhotoVoltaic,PV)组件的角度依照外来阳光而改变时,效率也会因而改变,而且所述先前技术PV组件面板必须移动以便符合一直在改变的入射角,否则便会失去效率。根据所述示范性实施例,因为在被施行为球状透镜时具有明显较宽的入射角(或接受角)的所述多个透镜150的聚集效应的关系,所以,装置200B、300B、400B、500B、600B、700B并不需要任何此类移动。
虽然图中显示使用球状的多个基板颗粒120(用以形成对应的多个二极管155)以及同样为球状的多个透镜150;不过,除了球状之外,此等基板颗粒120及/或透镜150的其它形状与形式亦落在本文所主张的发明的范畴里面。举例来说,下文便参考图26至31来图解与讨论具有其它形状(例如,多面状、椭圆形或狭长形以及不规则形)的示范性多个基板颗粒120。同样地,举例来说,球状或是其它形状可能会经过选择,以便为二极管155里面的任何陷落光提供光学共振,其可能会提高该光在二极管155里面的时间数额并且从而提高光伏二极管155的效率。二极管155的其它光学共振形式或形状亦可以采用,举例来说,其包含,但并不受限于,柱状或棒状、超环面或是环形形状。同样地,其它的透镜150形状(同样地,举例来说,但并没有任何限制,例如,多面状、椭圆形(或长椭圆形)及/或不规则形状)也会落在本文所主张的发明的范畴里面。
举例来说,在对应于不同光波长的可能光学共振中,所述各种多个二极管155亦可能是由不同尺寸的球状二极管155所构成,且同样地,所述多个透镜150亦可能是由不同尺寸的球状及其它形状的透镜150所构成,以便创造多个不同的焦点、模式耦合以及扩散能力。这可以用于提高被吸收或被发出的光的光谱密度。所述多个透镜150中的所述各种透镜150亦可能会有不同的折射率,以便提供多个不同的折射率。
对任何该些各种应用来说,例如,发光应用,除了球状之外,所述基板颗粒120亦可能会有任何形状或尺寸。举例来说,二极管155可能会被形成多面状或者具有其它表面纹理与形状,以便可以提高光输出,如图26、27、30以及31中所示。另外,举例来说,不规则形状的二极管155,如图30及31中所示,亦可用于创造多个焦点(以多个入射角为基础)并且用于提高接面275的对照或相对尺寸,以便在横向与垂直两个方向中都会有较大的目标区域。
图中虽然并未分开显示;不过,亦可能会有复数层二极管155及/或透镜150。举例来说,多个二极管155可以被堆栈,其中一个被堆栈在另一个的顶端,或者沿着一凹窝或信道105的宽度并排堆栈;或者巢状堆栈,较大的二极管155位于较小二极管155下方的层中。同样地,图中虽然并未分开显示;不过,任何选定的装置200、300、400、500、600、700皆可能会有由不同形状及/或尺寸的二极管155及/或透镜150所组成的任何选定混合结构。此外,悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的所述多个透镜150相对于该装置200、300、400、500、600、700的其余部分亦可能会有任何各种位置,其包含规律性分隔、不规律性分隔、邻接、隔开、堆栈...等,此变化中的一部分图解在图31中。
图23所示的是根据本发明教示内容的装置300实施例的一具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140以及(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的)多个透镜150的示范性第七基底100E的透视图。图24所示的是根据本发明教示内容的装置300实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140、多个第三导体145以及多个透镜150的第七示范性基底100E的剖视图(贯穿80-80’平面)。装置300和目前为止在上面所讨论的实施例的差异在于基底100E的通道(凹窝或是沟槽)105具有偏轴抛物线(或抛物面)105A的形式,而且相较于基底100的实质平坦的脊部(或是冠部)115,所述脊部(或是冠部)115实质上会有角度(也就是,和定义或包括基底100E的第一侧或第二侧的平面会形成实质角度(举例来说,介于约15至60度之间))。图24还图解如上面讨论的第三导体145的用法。最终装置300、300A及/或300B的功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
如上面所提及,所述多个基板颗粒120及最终多个二极管155的可能尺寸范围可能会在约10至40或是25至40(或者更大)微米的范围中,其远小于习知、先前技术二极管。因此,根据所述示范性实施例,在装置200、300、400、500、600、700的一给定区域中通常会有比较多的二极管155。此较高的二极管155密度的进一步结果是有庞大的恢复性及坚韧性,因为即使所述二极管155有较高百分比的统计性故障,仍会产生可用的装置200、300、400、500、600、700。举例来说,具有不同数量无功能二极管155的各种组件因而可以被“群聚(binned)”在一起。接续该范例,具有较少有功能二极管155(当被施行为LED时)的装置200、300、400、500、600、700可以简易地群聚成相当于有60W照明灯泡的光输出的较低输出发光组件,而非100W照明灯泡。
如上面所提及,在沉积悬浮在该聚合物(树脂或其它黏结剂)165里面的所述多个透镜150之后,便可以沉积各种保护涂料,其同样如本文以引用的方式所并入的相关申请案中所示。
图25所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的示范性第八基底100F的透视图,而其和目前为止在上面所讨论的实施例的差异在于所述凹窝(信道、沟槽或是空隙)105的形状是被设计成实质球状(半球状)或是椭圆形的凹洞或凿孔105B,用以形成一基底100F(其和基底100至100E的差异只在于所述凹窝105的形状)。一最终装置200、300、400、500、600及/或700的功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
图26所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的一具有已经被沉积的多个第一导体110、用以形成对应多面状二极管155A的多个实质多面状基板颗粒120、多个绝缘体135、多个第二导体140以及多个第三导体145的示范性基底(100、100A、100B、100C、100D)的透视图。图27所示的是根据本发明教示内容的一装置实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、用以形成对应多面状二极管155A的多个实质多面状基板颗粒120、多个绝缘体135、多个第二导体140以及多个第三导体145的第五示范性基底100D的剖视图。如上面所提及,图26与27是用于图解多面状二极管155A(每一个所述多面状二极管155A同样会有用于形成一对应pn接面275的实质弯曲、壳状穿透层或区域255),其为多个二极管155的另一种示范性形状;并且进一步图解用以在一或多个第二导体140之上或里面沉积多个第三导体145的示范性图样,举例来说,但并没有任何限制,其具有实质笔直线的形状或者具有“阶梯”形状(图中并未分开显示)。最终装置的功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
图28所示的是根据本发明教示内容的另一装置实施例的一具有已经被沉积的多个第一导体110、用以形成对应椭圆形(或长椭圆形)二极管155B的多个实质椭圆形(或长椭圆形)基板颗粒120、多个绝缘体135以及多个第二导体140的示范性基底(100、100A、100B、100C、100D)的透视图。图29所示的是根据本发明教示内容的装置实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、用以形成对应椭圆形(或长椭圆形)二极管155B的多个实质椭圆形(或长椭圆形)基板颗粒120、多个绝缘体135以及多个第二导体140的第五示范性基底100D的剖视图。如上面所提及,图28与29是用于图解实质椭圆形(或长椭圆形)二极管155B(每一个所述实质椭圆形(或长椭圆形)二极管155B同样会有用于形成对应pn接面275的实质弯曲、壳状穿透层或区域255),其为多个二极管155的另一种示范性形状。最终装置的功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
图30所示的是根据本发明教示内容的装置500实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、用以形成对应不规则形二极管155C的多个实质不规则形基板颗粒120、多个绝缘体135、多个第二导体140以及多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中)的示范性基底(100E)的透视图。图31所示的是根据本发明教示内容的装置500实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、用以形成对应不规则形二极管155C的多个实质不规则形基板颗粒120、多个绝缘体135、多个第二导体140以及悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的多个透镜150的第五示范性基底100E的剖视图。如上面所提及,图30与31是用于图解实质不规则形二极管155C(每一个所述不规则形二极管155C同样会有用于形成对应pn接面275(或等效接面)的实质弯曲、不规则壳状穿透层或区域255),其为多个二极管155的另一种示范性形状。
图30与31进一步图解被视为等效的其它示范性变化例并且落在本文所主张的发明的范畴里面,其包含对照于二极管155的所述凹窝、通道或是沟槽105的相对宽度的变化例,图中所示的所述凹窝、通道或是沟槽105明显宽于所述二极管155C。藉由所述比较宽的凹窝、通道或是沟槽105,如图所示,所述各种绝缘体135及第二导体140的位置也会因而改变,并且会被耦合至所述二极管155C的侧边或是以所述二极管155的侧边为基准,而不会进一步被耦合至所述二极管155的上方或顶端周围部分。图中还显示依然为实质壳状的具有各式各样形状的穿透层或区域255,而且所述区域255会定义没有完全绕着所述二极管155C延伸的对应pn接面275,二极管155C会延续而使其基板中有显著的部分会裸露及/或被耦合至一或多个绝缘体135或是(多个)第一导体110。最后,图30与31还进一步图解落在本文所主张的发明的范畴里面的透镜150的各种示范性位置,其包含,但并不受限于:邻接二极管155C、邻接该基底100E的一部分以及隔开。最终装置500、500A及/或500B的功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
图32所示的是根据本发明教示内容的装置400实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个实质球状二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140、多个第三导体145以及多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中)的第六示范性基底(100G)的透视图。图33所示的是根据本发明教示内容的装置400实施例的具有已经被沉积的多个第一导体110、多个实质球状二极管155、多个绝缘体135、多个第二导体140、多个第三导体145以及多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中)的第六示范性基底100G的剖视图(贯穿71-71’平面)。如上面所提及,装置400实施例和目前为止其它装置的差异在于该第六示范性基底100G进一步包括位于所述通道105(其可能会与该基底100G一体成形)里面的多个凸出部(或支撑部)245,具有保形于该通道105及所述凸出部245的形状的实质恒定或一致深度的多个第一导体110,并且还进一步包括多个一体成形的导电穿孔285,于本例中,所述导电穿孔285会随机分布在该基底100G里面。所述第一导体110中其中一个在该选定或特殊的剖视图(贯穿71-71’平面)中没有接触穿孔285,但是在其长度中某个其它位置点处通常会接触一穿孔285(图中并未分开显示),进一步图解了该随机分布情形。图32与33中虽然并未分开显示;不过,该基底100G却可能还包括任何上文讨论的额外涂料或层(250、260、270)。图33还图解任何所述多个二极管155在其侧边以及该基底100G的通道105的壁部之间可能会有(可变的)间隙,图中显示其已被绝缘体135部分填入,并且在所述透镜150之间与之中以及其它装置组件之间与之中会有可变的间隔。最终装置400、400A及/或400B的功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
图34所示的是根据本发明教示内容的装置600实施例的具有已经被沉积的第一导体110、多个实质球状二极管155、绝缘体135、第二导体140以及第三导体145的示范性基底100或100F的透视图。图35所示的是根据本发明教示内容的装置600实施例的具有已经被沉积的第一导体110、多个实质球状二极管155、绝缘体135、第二导体140、第三导体145以及(悬浮在一聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的)多个透镜150的示范性基底100或100F的透视图。图36所示的是根据本发明教示内容的装置600实施例的具有已经被沉积的第一导体110、多个实质球状二极管155、绝缘体135、第二导体140、第三导体145以及(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中的)多个透镜150的示范性基底100或100F的剖视图(贯穿72-72’平面)。如上面所提及,装置600实施例和目前为止其它装置的差异在于该第一导体110、该绝缘体135、该第二导体140(以及该第三导体145)中的每一个皆会被形成对应的单层,而非对应的多个离散导体与绝缘体。图中虽然并未分开显示;不过,该基底亦可能为及/或包含上文针对基底100至100G所讨论的任何其它特征图样,例如,导电穿孔280、285,或是导电背部平面,或是各种涂料或层250、260、270。如在此示范性装置600中所示,电压可能会被施加(在发光应用中)跨越该第一导体110及第二导体140(及/或第三导体145)中的任何一或多个点或区域,或者,可能会跨越该第一导体110及第二导体140(及/或第三导体145)中的任何一或多个点或区域接收电压(在光伏应用中),例如,施加至以及接收自该装置600的侧边(横向),或者,经由上面针对任何其它装置实施例所提及的其它机制(例如,当装置600进一步包括一或多个导电穿孔280、285及/或导电背部平面时)。如图所示,非必要的第三导体145可以被形成单一导电线路,例如,在该第二导体140上方或里面具有格栅图样。如上文的讨论,任何该些各种层皆可以经由任何沉积、印刷、涂布、溅镀、旋转压铸...等制程来沉积。最终装置600、600A及/或600B虽然并未提供个别的列寻址能力、行寻址能力或是像素寻址能力;不过,其功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
图37所示的是根据本发明教示内容的装置700实施例的具有第一导体110、第一导体(或是导电)黏着层110A、多个基板颗粒120以及一或多个绝缘体135的第九示范性基底100H的透视图。图38所示的是根据本发明教示内容的装置700实施例的具有第一导体110、第一导体(或是导电)黏着层110A、多个基板颗粒120以及一或多个绝缘体135的第九示范性基底100H的剖视图(贯穿73-73’平面)。对此示范性实施例来说,图中所示的基底100H具有实质平坦的整体外形因子并且具有落在预设公差里面的实质平滑第一表面或侧(而且不包含任何凹窝、通道或是沟槽105,举例来说,不会成为网状)(实质平滑且实质平坦的基底100H),而且第一导体110会被形成单一、一元层,例如,事先制好的铝质板。端视由该第一导体110所提供的支撑而定,该基底100H可以视情况被纳入,经由其它机制(例如,组件外壳(图中并未分开显示))来提供该第一导体的电气绝缘。另外,于此示范性实施例中,会运用第一导体(或是导电)黏着层110A来将多个基板颗粒120黏着至该第一导体110并且用以在所述多个基板颗粒120与该第一导体110之间创造奥姆接点,且举例来说,该第一导体(或是导电)黏着层110A可能包括各向异性的导电黏结剂或聚合物或是上文讨论的其它类型的导电聚合物、树脂或黏结剂。在使用任何上文讨论的方法沉积多个基板颗粒120之后,便会使用上文讨论的任何类型的绝缘或介电材料来沉积绝缘层,用以形成绝缘体135。
图39所示的是根据本发明教示内容的示范性装置700实施例的具有已经被沉积的第一导体110、第一导体(或导电)黏着层110A、利用已沉积的基板(或半导体)层或区域255A被形成在多个基板颗粒120上方的多个二极管155、绝缘体135、第二导体140以及多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)之中)的第九示范性基底100H的透视图。图40所示的是根据本发明教示内容的示范性装置700实施例的具有已经被沉积的第一导体110、第一导体(或导电)黏着层110A、利用已沉积的基板(或半导体)层或区域255A被形成在多个基板颗粒120上方的多个二极管155、绝缘体135、第二导体140以及多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)之中)的第九示范性基底100H的的第九示范性基底的剖视图。如上文参考图15的讨论,对此示范性实施例来说,二极管155包括被耦合至基板颗粒120的层或区域255A,用以形成接面275。
举例来说,在包括具有第一多数载子(举例来说,p+或n+)的半导体的多个基板颗粒120中,会创造具有第二多数载子(举例来说,对应的n+或p+)的层或区域255A,还会形成接面275。举例来说,但并没有任何限制,对半导体基板颗粒120来说,该接面275通常是pn(或PN)接面275,而对有机或聚合物基板颗粒120来说,该接面275则可以被视为介于用来创造OLED或PLED的有机层或聚合物层之间的接面。在图中所示的示范性实施例700中,于沉积制程(例如,使用电浆沉积或是溅镀)的一部分中,对于具有第一多数载子(举例来说,p+硅)的半导体基板类型来说,具有第二多数载子(举例来说,n型掺杂物,例如,掺杂磷的硅)的半导电材料会被沉积在所述多个基板颗粒120的第一或上方部分以及任何一或多个绝缘体135的上方(顶端),从而形成实质连续、类似玻璃的层或区域255A,多个接面275则会被形成在该层或区域255A中接触所述基板颗粒120的部分的上方。该对应的被沉积第二多数载子(n型)半导电材料会与每一个所述基板颗粒120形成连续的半导体主体,例如,与基板颗粒120的上方部分形成连续晶体或是其它键结,从而形成被沉积的层或区域255A,于本例中,该层或区域255A是会与第一多数载子(p型)半导体基板颗粒120定义对应接面275(于本例中,其是pn接面275)的n型层或区域255A。于图中所示的示范性实施例中,所述对应的pn接面275还会形成该基板颗粒120上方的“帽部”,而且同样为实质弯曲及壳状,例如,当所述多个基板颗粒120为实质球状时其为半球形壳状,而且同样和具有实质平面且平坦的pn接面或是在半导体基板的井部里面具有实质平面且平坦的pn接面的典型先前技术二极管明显不同。相反地,第一多数载子(p型)层或区域255A可能会被形成在第二多数载子(n型)基板颗粒120的上方,并且会被视为等效并且同样落在本发明的范畴里面。在沉积一层或区域255A之后,便可以如上文讨论的方式来沉积一或多个第二导体140(而且视情况沉积一或多个第三导体145)以及多个透镜150(悬浮在聚合物(树脂或其它黏结剂)165之中),用以形成示范性装置700实施例。
如上面所提及,并且雷同于装置600实施例,该装置700实施例和目前为止其它装置的差异在于该第一导体110、第一导体(或导电)黏着层110A、该绝缘体135、该层或区域255A、该第二导体140(以及非必要的第三导体145)中的每一个皆会被形成对应的单层,而非对应的多个离散导体与绝缘体。图中虽然并未分开显示;不过,该基底亦可能为及/或包含上文针对基底100至100G所讨论的任何其它特征图样,例如,导电穿孔280、285,或是导电背部平面,或是各种涂料或层250、260、270。如在此示范性装置700中所示,电压可能会被施加(在发光应用中)跨越该第一导体110及第二导体140(及/或第三导体145)中的任何一或多个点或区域,或者,可能会跨越该第一导体110及第二导体140(及/或第三导体145)中的任何一或多个点或区域接收电压(在光伏应用中),例如,施加至以及接收自该装置700的侧边(横向),或者,经由上面针对任何其它装置实施例所提及的其它机制(例如,当装置700进一步包括一或多个导电穿孔280、285及/或导电背部平面时)。图中虽然并未分开显示;不过,非必要的第三导体145可以被形成单一导电线路,例如,在该第二导体140上方或里面具有格栅图样,如前面的讨论与图解。另外,如上文的讨论,任何该些各种层皆可以经由任何沉积、印刷、涂布、溅镀、旋转压铸...等制程来沉积。最终装置700、700A及/或700B虽然并未提供个别的列寻址能力、行寻址能力或是像素寻址能力;不过,其功能实质上会和本文所讨论的任何其它装置实施例相同。
熟***行配向之外,还可能会有由任何所述装置200、300、400、500中的所述多个第一导体110、多个绝缘体135以及所述多个第二导体140(以及任何被并入的对应且非必要的一或多个第三导体145)所组成的各式各样配向及组态。举例来说,所述多个第一导体110及该(等)多个第二导体140可能会彼此垂直(其会定义多列与多行),俾使得它们的重迭区域可以被用来定义图像元素(像素)并且可以分开及独立寻址。当所述多个第一导体110及该(等)多个第二导体140中任一个或两者可以被施行为具有预设宽度的隔开且实质平行的直线时(两者皆定义多列或两者皆定义多行),便亦可以藉由列及/或行来寻址它们,举例来说,但并没有任何限制,依序逐列寻址。此外,如上面所提及,所述多个第一导体110及该(等)多个第二导体140中任一个或两者亦皆可被施行为一层或薄板。
如上面所示,举例来说,但并没有任何限制,所述多个二极管155可以(经由材料选择及对应的掺杂)被配置成光伏(PV)二极管155或是LED 155。图41所示的是根据本发明教示内容的第一***实施例350的方块图,其中,所述多个二极管155是被施行为任何类型或颜色的LED。该***350包括:装置200A、300A、400A、500A、600A、700A,其具有被施行为LED的多个二极管155;电源340;以及可能还包含非必要的控制器320。当一或多个第一导体110及一(或多个)第二导体140(以及所述非必要的一或多个第三导体145)被供能时,例如,经由施加对应的电压(举例来说,从电源340处),能量将会被供应至所述多个LED(155)中的一或多个,当所述导体及绝缘体各自被施行为单层时,该能量会被供应至整个装置600A,或者,在装置200A、300A、400A、500A中该能量则会被供应至所述被供能的第一导体110及(多个)第二导体140的对应交点(重迭区域)处(举例来说,其会定义像素、薄板或是列/行),这会相依于它们的配向与组态。据此,藉由选择性地供能给所述第一导体110及该(等)第二导体140(及/或第三导体145),装置200A、300A、400A、500A(及/或***350)便会提供一种可像素寻址的动态显示器、或是发光组件、或是招牌...等。举例来说,所述多个第一导体110可能包括对应的复数列,该(等)多个透光的第二导体140(以及所述非必要的一或多个第三导体145)则包括对应的复数行,每一个像素皆是由对应列与对应行的交点或重迭所定义。当所述多个第一导体110及该(等)多个透光的第二导体140(及/或所述第三导体145)中任一个或两者皆可被施行为一元式薄板时,例如,在装置600A中,同样地,举例来说,供能所述导体110、140(及/或145)将会提供电力给实质所有(或大部分)所述多个LED(155),例如,用以让发光组件或静态显示器(例如,招牌)发光。
继续参考图41,装置200A、300A、400A、500A、600A、700A会经由多条线路或连接器310(举例来说,其可能是二或多个对应的连接器或者可能同样为总线的形式)被耦合至控制总线315,用以耦合至控制器(或者,等效的说法为控制逻辑方块)320,及/或用以耦合至电源340,该电源340可能是DC电源(例如,电池或光伏电池胞)或是AC电源(例如,家用电源或是建筑物用电源)。当该控制器320被施行时,例如,在可寻址的发光显示器***350实施例中及/或动态发光显示器***350实施例中,如电子技术中已知或会知悉的,该控制器320可以被用来控制供能给所述LED(155)(透过所述各种多个第一导体110及该(等)多个透光的第二导体140(以及所述非必要的一或多个第三导体145)),而且通常包括处理器325、存储器330以及输入/输出(I/O)接口335。当该控制器320没有被施行时,例如,在各种发光***350实施例中(这些通常是不可寻址及/或非动态发光显示器***350实施例),该***350通常会被耦合至电气或电子切换器(图中并未分开显示),该切换器可能包括任何合宜类型的切换配置,例如,用于启动发光***、关闭发光***及/或调整发光***的亮度。
“处理器”325可能是任何类型的控制器或处理器,并且可以被具现为一或多个处理器325,用以实施本文所讨论的功能。如本文中所使用的处理器一词,处理器325可能包含使用单一集成电路(Integrated Circuit,IC);或者,可能包含使用被连接在一起、被排列在一起或是被群组在一起的多个集成电路或其它组件,例如,控制器、微处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、平行处理器、多核心处理器、客制IC、特定应用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)、可场程序化门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)、适应性计算IC、相关联的存储器(例如,RAM、DRAM以及ROM)以及其它IC与组件。因此,本文中所使用的处理器一词应该被理解为等效意谓且包含单一IC,或是多个客制IC、多个ASIC、多个处理器、多个微处理器、多个控制器、多个FPGA、多个适应性计算IC或是会实施下文讨论之功能的集成电路的特定其它群组的排列,其会有相关联的存储器,例如,微处理器存储器或是额外的RAM、DRAM、SDRAM、SRAM、MRAM、ROM、FLASH、EPROM或是E2pROM。一处理器(例如,处理器325),以及其相关联的存储器,可以被调适成或是被配置成(透过程序化、FPGA互连或是硬绕线)用以实施本发明的方法,例如,动态显示器实施例中的选择性像素寻址,或是列/行寻址(例如,用于招牌实施例)。举例来说,该方法可以当作一组程序指令或是其它编码(或是等效的组态或其它程序)被程序化及储存在一具有其相关联存储器(及/或存储器330)及其它等效组件的处理器325之中,以便在该处理器运作时(也就是,开机并且发挥功能时)达到后续执行的目的。等效言之,当该处理器325可以全部或部分施行为FPGA、客制IC及/或ASIC时,所述FPGA、客制IC或是ASIC亦可以被设计、配置及/或硬绕线,用以施行本发明的方法。举例来说,该处理器325可以被施行为多个处理器、多个控制器、多个微处理器、多个DSP及/或ASIC的排列,统称为“控制器”或“处理器”,它们会个别被程序化、设计、调适或是配置成用以配合存储器330来施行本发明的方法。
具有其相关联存储器的处理器(例如,处理器325)可能会被配置成(透过程序化、FPGA互连或是硬绕线)用以控制供能给(施加电压给)所述各种多个第一导体110及该(等)多个透光的第二导体140(及/或所述非必要的一或多个第三导体145),以便与要对被显示之信息所进行的控制相符。举例来说,静态或时变显示器信息可以当作一组程序指令(或是等效的组态或其它程序)被程序化及储存、配置及/或硬绕线在具有其相关联存储器(及/或存储器330)及其它等效组件的处理器325之中,以便在该处理器运作时达到后续执行的目的。
存储器330可能包含数据贮存体(或是数据库),该存储器330可以任何数量的形式来具现,其包含具现在目前已知或未来可取得的任何计算机或其它机器可读取数据储存媒体、存储器组件或是用以储存或交换信息的其它储存或通讯组件里面,其包含,但并不受限于,存储器集成电路(IC),或是集成电路中的存储器部分(例如,处理器325里面的常驻存储器),不论是挥发式或非挥发式,不论是抽取式或非抽取式,其包含,但并不受限于,RAM、FLASH、DRAM、SDRAM、SRAM、MRAM、FeRAM、ROM、EPROM或是E2PROM或是任何其它形式的存储器组件,例如,磁性硬盘机、光驱、磁盘或磁带机、硬盘机、其它机器可读取的存储器或存储器媒体,例如,软盘、CDROM、CD-RW、数字多功能盘片(Digital Versatile Disk,DVD)、或是其它光学存储器、或是目前已知或未来可取得的任何其它类型的存储器、储存媒体或是数据存储器装置或电路,端视该选定的实施例而定。此外,此计算机可读取媒体包含以数据讯号或经调变的讯号(例如,电磁式或光学载波或是其它传输机制)来具现计算机可读取指令、数据结构、程序模块或是其它数据的任何形式通讯媒体,其包含任何信息传送媒体,其可以有线或无线的方式将数据或其它信息编码在一讯号之中,该讯号包含电磁讯号、光学讯号、声波讯号、RF讯号、或是红外光讯号...等。该存储器330可能会被调适成用以储存各种查值表、参数、系数、其它信息与数据、(本发明的软件的)程序或指令以及其它类型的表格(例如,数据库表格)。
如上面所示,举例来说,会使用本发明的软件与数据结构来程序化该处理器325,以便实施本发明的方法。因此,本发明的***与方法可以被具现为提供此等程序化或其它指令的软件,例如。被具现在计算机可读取媒体里面的一组指令及/或元数据,其已在上文中讨论过。此外,元数据还可以被用来定义查值表或是数据库中的各种数据结构。举例来说,但并没有任何限制,此软件可能具有原始码或目标码的形式。原始码进一步可以被编译成某种形式的指令或目标码(其包含汇编语言、指令或是组态信息)。本发明的软件、原始码或是元数据均可被具现为任何类型的编码,例如,C、C++、SystemC、LISA、XML、Java、Brew、SQL及其变化形式或是用以实施本文所讨论的功能的任何其它类型程序化语言,其包含各种硬件定义或硬件仿真语言(举例来说,Verilog、VHDL、RTL)以及所生成的数据库档案(举例来说,GDSII)。因此,本文中等效使用的“构造”、“程序构造”、“软件构造”或是“软件”均意谓且表示具有任何语法或签章的任何种类的任何程序化语言,其会提供或者可被解译成用以提供所指定的相关联功能或方法(举例来说,当其被引用或加载至一包含该处理器325的处理器或计算机之中并且被执行时)。
本发明的软件、元数据或其它原始码以及任何生成的位档案(目标码、数据库、或查值表)均可被具现在任何有形的储存媒体里面(例如任何计算机或其它机器可读取的数据储存媒体)成为计算机可读取的指令、数据结构、程序模块、或是其它数据,例如,上文针对存储器330所讨论的,举例来说,软盘、CDROM、CD-RW、DVD、磁性硬盘机、光驱或是任何其它类型的数据储存装置或媒体,如上面所提及。
I/O接口335可以被施行为本技术中已知或者可能知悉的接口,并且可能包含:阻抗匹配能力;用于低电压处理器的电压转变,举例来说,用以介接较高电压控制总线315;各种切换机制(举例来说,晶体管),以便响应于来自该处理器325的信令启动或关闭各条线路或连接器310;及/或实体耦合机制。此外,该I/O接口335还可以被调适成用以在***300的外部接收及/或传送讯号,例如,经由硬绕线或RF信令,举例来说,用以实时接收信息以便控制一动态显示器。
举例来说,示范性第一***实施例350包括装置200A、300A、400A、500A、600A、700A,其中,所述多个二极管155为发光二极管,以及I/O接口335,用以配接照明灯泡的任何各种标准爱迪生插槽。接续该范例且没有任何限制,该I/O接口335的尺寸与形状可以被设计成保形于一或多个所述标准化的螺旋组态,例如,E12、E14、E26及/或E27螺旋底座标准,例如,中型螺旋底座(E26)或是烛台式螺旋底座(E12),及/或,举例来说,美国国家标准学会(AmericanNational Standards Institute,ANSI)及/或照明工程协会(Illuminating EngineeringSociety)所公布的其它各种标准。于其它示范性实施例中,该I/O接口335的尺寸与形状可以被设计成保形于标准的荧光灯泡插槽或是双插底座,同样地,举例来说,但并没有任何限制,例如GU-10底座。此示范性第一***实施例350还可以被等效视为另一种类型的装置,举例来说,但并没有任何限制,尤其是当具有可兼用于***至爱迪生或荧光插槽中的外形因子时。
除了图41中所示的控制器320之外,熟习本技术的人士便会了解,本技术中已知悉无数种等效的控制电路***配置、布局、种类以及类型,全部都落在本发明的范畴里面。
如上面所示,所述多个二极管155还可以(经由材料选择及对应的掺杂)被配置成光伏(PV)二极管155。图42所示的是根据本发明教示内容的第二***实施例375的方块图,其中,所述多个二极管155是被施行为光伏(PV)二极管155。该***375包括:装置200B、300B、400B、500B、600B、700B,其具有被施行为光伏(PV)二极管155的多个二极管155;以及一能量储存组件380(例如,电池)或是用以传送电力给能量使用装置或***或是能量分布装置或***(举例来说,例如,电动组件或是电气设施)的接口电路385中的任一个或两者。(于不包括接口电路385的其它示范性实施例中,可能会运用其它电路配置直接提供能量或电力给此能量使用装置或***或是能量分布装置或***)。在该***375里面,装置200B、300B、400B、500B、600B、700B的所述一或多个第一导体110会被耦合用以形成第一终端(例如,负终端或是正终端),而该装置200B、300B、400B、500B、600B、700B的该(等)一或多个第二导体140(及/或第三导体145)则会被耦合用以形成第二终端(例如,对应的正终端或是负终端),接着,它们便可以耦合至线路或连接器310,以便连接至能量储存组件380或是接口电路385中的任一个或两者。当光(例如,太阳光)入射在装置200B、300B、400B、500B、600B、700B的所述多个球状透镜150上时(如上文的讨论,来自各种范围的角度),该光便会被聚集在一或多个光伏(PV)二极管155之上,接着,所述光伏(PV)二极管155会将入射光子转换成电子-电洞对,从而使得输出电压会跨越所述第一终端与第二终端被产生,并且会被输出至能量储存组件380或是接口电路385中的任一个或两者。
图43所示的是根据本发明教示内容的方法实施例的流程图,其是用于形成或制造装置200、300、400、500、600、700,并且提供实用的摘要说明。该方法始于开始步骤702,其会沉积多个第一导体(110),通常在一基底(100至100G)的对应多个信道(凹窝、信道或是沟槽105)里面,例如,藉由印刷导电油墨或聚合物或是利用一或多种金属来溅镀或涂布该基底(100至100G),接着,固化或部分固化该导电油墨或聚合物,或者可能会从各个脊部或冠部115处移除已沉积的金属,端视施行方式而定,步骤705。又,端视施行方式而定,可以运用额外的步骤来形成基底100,例如,制作该基底及/或凹窝、通道或是沟槽105,新增反射性或折射性涂料270,或是具有涂料(260)的反射器、折射器或面镜250(举例来说,光学格栅、布拉格反射器),或是新增导电背部平面(290)及多个穿孔(280、285)。接着,通常是悬浮在黏结剂或其它化合物或混合物之中(举例来说,悬浮在挥发性溶剂或反应性溶剂之中)的多个基板颗粒120会被沉积在所述多个第一导体上方,通常是在对应的通道105中,步骤710,而且通常同样经由印刷或涂布,以便在所述多个基板颗粒120及所述一或多个第一导体之间形成奥姆接点(举例来说,但并没有任何限制,其可能还涉及各种化学反应、压缩及/或加热)。
用于OLED施行方式(如上文的讨论)中的一或多个掺杂物(亦等效称为掺杂物化合物)或是额外的有机发光层会被沉积在所述多个基板颗粒120之上或上方,通常同样经由印刷或涂布,接着,会在必要时对它们进行加热、供能或是固化(例如,经由镭射或热退火或合金化),以便形成对应的多个二极管155,步骤715,例如,光伏(PV)二极管、LED或是OLED。绝缘材料(例如悬浮在聚合物或黏结剂之中的粒状介电化合物)接着会被沉积在所述多个二极管155的对应第一部分之上或上方(并且接着会被固化或受热),例如,以所述二极管155的周围为基准,步骤720,以便形成一或多个绝缘体135。接着,一或多个第二导体(它们可能会或可能不会透光)会被沉积至所述多个二极管155的对应第二部分,例如,被沉积在所述绝缘体135的上方并且以所述二极管155的周围为基准,并且接着会被固化(或受热),步骤725,同样地,以便形成所述一或多个第二导体(140)及所述多个二极管155之间的奥姆接点。于示范性实施例中,例如在可寻址的显示器中,所述多个(透光的)第二导体140实质上会被配向成垂直于所述多个第一导体110。视情况,接着,一或多个第三导体(145)会被沉积在(并且固化或受热)所述对应的一或多个(透光的)第二导体的上方,步骤730。
另一种选择性作法是,在步骤735中,可以实施例施测试,没有功能或是有缺陷的二极管155会被移除或禁能。举例来说,在PV二极管中,可以利用镭射或其它光源来扫描该已部分完成的装置的表面(第一侧),并且,当区域(或个别二极管155)没有提供预期的电气响应时,便可以使用高强度镭射或其它移除技术来移除该区域(或个别二极管155)。另外,举例来说,在电源已经开启的发光二极管中,可以利用光传感器来扫描该表面(第一侧),并且,当区域(或个别二极管155)没有提供预期的光输出及/或吸取超额电流(也就是,电流超过预设的数额)时,便同样可以使用高强度镭射或其它移除技术来移除该区域(或个别二极管155)。端视施行方式而定,例如,端视没有功能或是有缺陷的二极管155如何被移除而定,测试步骤735亦可以在下文讨论的步骤740或745之后才实施。接着,多个透镜(150)(它们同样通常会悬浮聚合物、黏结剂或是其它化合物或混合物之中,用以形成有透镜作用或透镜颗粒油墨或悬浮液)便会被放置或沉积在所述多个球状二极管155的上方,步骤740,其同样通常是经由印刷,或者,包括悬浮在聚合物之中的多个透镜150的事先形成的透镜面板会被附接至该已部分完成的装置的第一侧(例如,经由一层迭制程),接着会沉积(例如,经由印刷)任何非必要的保护涂料(及/或选定的颜色),步骤745,并且可以结束该方法,返回步骤750。
虽然本文已经参考特定的实施例说明过本发明;不过,该些实施例仅具有解释性而且并没有限制本发明。在本文的说明中提供许多明确的细节,例如,电子组件、电子与结构性连接、材料以及结构性变异的范例,以便完整了解本发明的实施例。不过,熟习本技术的人士便会了解,没有一或多个所述明确细节,或是,利用其它装置、***、装配件、组件、材料、零件...等亦能够实行本发明的实施例。于其它实例中不会明确显示或详细说明众所熟知的结构、材料或是操作,以免混淆本发明的实施例的观点。熟习本技术的人士还会进一步了解,可以运用额外或等效的方法步骤,或者可以结合其它步骤,或者可以不同的顺序来实施,它们之中的任一个及全部皆落在本文所主张的发明的范畴里面。此外,所述各种图式并没有依照比例绘制而且不应该被视为具有限制意义。
在整份说明书中提及“其中一实施例”,“一实施例”,或是一特定“实施例”意谓着配合该实施例所述的一特殊特点、结构或是特征包含在本发明的至少一个实施例之中,而未必包含在所有的实施例之中,而且进一步言之,并未必是指相同的实施例。再者,本发明的任何特定实施例的所述特殊特点、结构、或是特征皆可以任何合宜的方式来组合或者可以与一或多个其它实施例进行任何合宜的组合,其包含使用选定的特点,而不必对应使用其它特点。此外,还可以进行许多修正,以便让某一种特殊应用、情况、或是材料适应于本发明的基本范畴与精神。应该了解的是,可以依照本文的教示内容来对本文所说明与图解的本发明的实施例进行其它变化与修正并且可被视为本发明的精神与范畴的一部分。
还要明白的是,所述图式中所绘制的构件中的一或多个亦能够以更离散或整合的方式来施行,或者甚至在特定情况中会被移除或者无法操作,这在特殊的应用中可能相当实用。一体成形的组合多个组件同样落在本发明的范畴里面,尤其是在多个离散组件的分离或组合含糊不清或无法辨识的实施例中。此外,本文中使用的“被耦合”一词(包含其各种形式在内,例如,“耦合”或是“可耦合”)意谓着并且包含任何直接或间接电气、结构性或是磁性耦合、连接或是附接,或是此类直接或间接电气、结构性、或是磁性耦合、连接或是附接的调适或功能,其包含一体成形组件以及透过或经由另一组件来耦合的组件。
为达本发明的目的,本文中所使用的“LED”一词及其复数形式“多个LED”应该被理解为包含任何电致发光二极管或是能够响应于电气讯号来产生辐射的其它类型以载子射出为基础的***或以接面为基础的***,其包含,但并不受限于,会响应于电流或电压发光(其包含可见光谱或是具有任何带宽、任何颜色或色温的其它光谱,例如,紫外光或红外光)的各种以半导体为基础的结构或是以碳为基础的结构、发光聚合物、有机LED...等。为达本发明的目的,本文中还使用的“光伏二极管(或是PV)”一词及其复数形式“多个PV”应该被理解为包含任何光伏二极管或是能够响应于入射能量(例如,光或是其它电磁波)来产生电气讯号(例如,电压)的其它类型以载子射出为基础的***或以接面为基础的***,其包含,但并不受限于,会响应于光(其包含可见光谱或是具有任何带宽或光谱的其它光谱,例如,紫外光或红外光)来产生或提供电气讯号的各种以半导体为基础的结构或是以碳为基础的结构。
再者,除非明确指出,所述图/图式中的任何讯号箭头皆应该被理解为仅为示范性,而没有限制意义。步骤的组成的组合同样会被视为落在本发明的范畴里面,尤其是在分离或组合的能力含糊不清或无法预见的地方。除非另外表示,否则本文及后面的整个申请专利范围中所用到的反意连接词“或”大体上具有“及/或”之意,其兼具连接词及反意连接词的意义(而不局限在“互斥或(exclusive or)”的意义)。除非内文清楚规定,否则本文说明书及后面的整个申请专利范围中所用到的“一”、“一个”、以及“该”的意义包含复数意义。同样地,除非内文清楚规定,否则本文说明书及后面的整个申请专利范围中所用到的“在...之中”的意义包含“在...之中”及“在...之上”的意义。
本发明所解释之实施例的前面说明(包含发明内容或发明摘要中所述的)并没有竭尽或将本发明限制在本文所揭示的刻版形式中的意图。从前文中会注意到,本发明意图涵盖许多变化例、修正例以及取代例,而且它们可以被实行而不会脱离本发明的新颖概念的精神与范畴。还应该了解的是,本发明的用意或者应该推断,本文所解释的特定方法与装置没有任何限制。当然,本发明希望由随附的申请专利范围来涵盖,而且所有此等修正例皆落在所述申请专利范围的范畴里面。

Claims (195)

1.一种装置,其包括:
基底,其包括多条分隔的通道;
多个第一导体,它们被耦合至该基底,每一个第一导体皆位于所述多条分隔信道中的对应的信道之中;
多个二极管,它们被耦合至所述多个第一导体;
多个第二导体,它们被耦合至所述多个二极管;以及
多个实质球状透镜,它们具有至少一个第一折射率,所述多个实质球状透镜悬浮在第一聚合物之中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
2.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面或是实质椭圆形。
3.如申请专利范围第1项的装置,其中,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。
4.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个实质球状透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
5.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管为实质球状,且其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个二极管的平均直径的比例实质上约为五比一。
6.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管为实质球状,且其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个二极管的平均直径的比例介于约十比一与二比一之间。
7.如申请专利范围第6项的装置,其中,所述多个实质球状透镜的对照尺寸或间隔提供模式耦合至所述多个二极管。
8.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管的平均直径或长度大于约二十微米且小于约四十微米。
9.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管为半导体发光二极管、有机发光二极管、经囊封的有机发光二极管、聚合物发光二极管或是光伏二极管。
10.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管包括氮化镓、砷化镓或是硅。
11.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
多个第三导体,它们被耦合至所述多个第二导体。
12.如申请专利范围第1项的装置,其中,该基底进一步包括反射器或折射器。
13.如申请专利范围第1项的装置,其中,该基底进一步包括布拉格反射器或是反射性塑料或聚酯涂料。
14.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括多个导电穿孔,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述多个第一导体。
15.如申请专利范围第14项的装置,其中,该基底进一步包括导电背部平面,其被耦合至所述多个导电穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧。
16.如申请专利范围第14项的装置,其中,所述多个导电穿孔包括多个实质随机分布、实质球状导体。
17.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
多个绝缘体,它们被对应耦合至每一个所述多个二极管并且包括多个无机介电颗粒,所述颗粒连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中。
18.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
多个绝缘体,它们被对应耦合至每一个所述多个二极管并且包括光起始剂化合物以及第二聚合物或树脂。
19.如申请专利范围第1项的装置,其中,该基底具有实质平坦的整体外形因子,其具有或不具有表面特征图样,而且厚度小于约两毫米。
20.如申请专利范围第1项的装置,其中,该基底包括下面至少其中一个:纸张、有涂布的纸张、塑料材质有涂布的纸张、有浮雕的纸张、纤维纸张、硬纸板、海报纸张、海报纸板、木材、塑料、橡胶、织物、玻璃及/或陶瓷。
21.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多条分隔的信道实质上为平行。
22.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多条分隔的通道至少部分为半球状并且被设置在数组中。
23.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多条分隔的通道至少部分为抛物状。
24.如申请专利范围第23项的装置,其中,该基底进一步包括多个有角度的脊部。
25.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多条分隔的通道进一步包括多个一体成形的凸出部或支撑部。
26.如申请专利范围第25项的装置,其中,所述多个第一导体被耦合至所述多条分隔通道里面的所述多个一体成形凸出部或支撑部,而且所述多个二极管被合金化、或是被退火或是被化学耦合至所述多个第一导体。
27.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个第一导体包括已固化的导电油墨或是已固化的导电聚合物。
28.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个第一导体包括下面固化形式的导体类型中的至少其中一个:银质导电油墨、铜质导电油墨、金质导电油墨、铝质导电油墨、锡质导电油墨、碳质导电油墨、奈米碳管聚合物或是导电聚合物。
29.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个第一导体实质上包括有溅镀、有涂布、有气相沉积或是有电镀的金属、金属合金或是多种金属的组合。
30.如申请专利范围第29项的装置,其中,该金属、金属合金或是多种金属的组合包括下面至少其中一个:铝、铜、银、镍或是金。
31.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个第二导体包括悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导电化合物。
32.如申请专利范围第31项的装置,其中,所述多个第二导体包括悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的下面化合物中的至少其中一个:奈米碳管、氧化锑锡、氧化铟锡或是聚二氧乙基噻吩polyethylene-dioxithiophene。
33.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管藉由邻接被耦合至所述多个第一导体或是位于所述多个第一导体里面。
34.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管被退火或是被合金化所述多个第一导体或是位于所述多个第一导体里面。
35.如申请专利范围第1项的装置,其中,所述多个二极管被化学耦合至所述多个第一导体或是位于所述多个第一导体里面。
36.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
用于***至标准发光插槽之中的接口。
37.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
和E12、E14、E26、E27或是GU-10发光标准兼容的接口。
38.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
用于***至一标准爱迪生型发光插槽之中的接口。
39.如申请专利范围第1项的装置,其进一步包括:
用于***至标准荧光型发光插槽之中的接口。
40.一种装置,其包括:
基底;
至少一个第一导体,它们被耦合至该基底;
多个实质球状二极管,它们被耦合至所述至少一个第一导体;
至少一个第二导体,它们被耦合至所述多个实质球状二极管;以及
多个实质球状透镜,它们悬浮在第一聚合物之中并且被耦合至所述多个实质球状二极管。
41.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
42.如申请专利范围第40项的装置,其中,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。
43.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个实质球状二极管的平均直径的比例介于约十比一与二比一之间。
44.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个实质球状二极管的平均直径或长度大于约二十微米且小于约四十微米。
45.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个实质球状二极管为半导体发光二极管、有机发光二极管、聚合物发光二极管或是光伏二极管。
46.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个实质球状二极管包括氮化镓、砷化镓或是硅。
47.如申请专利范围第40项的装置,其进一步包括:
至少一个第三导体,它们被耦合至所述至少一个第二导体。
48.如申请专利范围第40项的装置,其中,该基底进一步包括反射器或折射器。
49.如申请专利范围第40项的装置,其进一步包括至少一个导电穿孔,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述至少一个第一导体。
50.如申请专利范围第49项的装置,其中,该基底进一步包括导电背部平面,其被耦合至所述至少一个导电穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧。
51.如申请专利范围第40项的装置,其进一步包括:
至少一个绝缘体,它们被耦合至所述多个实质球状二极管并且包括多个无机介电颗粒,所述颗粒连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中。
52.如申请专利范围第40项的装置,其中,该基底具有实质平坦的整体外形因子,其具有或不具有表面特征图样,而且厚度小于约两毫米。
53.如申请专利范围第40项的装置,其中,该基底包括下面至少其中一个:纸张、有涂布的纸张、塑料材质有涂布的纸张、有浮雕的纸张、纤维纸张、硬纸板、海报纸张、海报纸板、木材、塑料、橡胶、织物、玻璃及/或陶瓷。
54.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述至少一个第一导体包括已固化的导电油墨或是已固化的导电聚合物。
55.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述至少一个第一导体包括有溅镀、有涂布、有气相沉积或是有电镀的金属、金属合金或是多种金属的组合。
56.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述至少一个第二导体包括悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导电化合物。
57.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个实质球状二极管被退火、或是被合金化或是被化学耦合至所述至少一个第一导体或是位于所述至少一个第一导体里面。
58.如申请专利范围第40项的装置,其中,所述多个透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
59.如申请专利范围第40项的装置,其进一步包括:
用于***至标准发光插槽之中的接口。
60.如申请专利范围第40项的装置,其进一步包括:
和E12、E14、E26、E27或是GU-10发光标准兼容的接口。
61.如申请专利范围第40项的装置,其进一步包括:
用于***至标准爱迪生型发光插槽或标准荧光型发光插槽之中的接口。
62.一种***,其包括:
输入/输出接口;
基底;
至少一个第一导体,它们被耦合至该基底;
多个实质球状二极管,它们被耦合至所述至少一个第一导体,所述多个实质球状二极管具有平均直径大于约二十微米且小于约四十微米;
至少一个绝缘体,它们被耦合至所述多个实质球状二极管;
至少一个第二导体,它们被耦合至所述多个实质球状二极管;以及
多个实质球状透镜,它们悬浮在聚合物之中并且被耦合至所述多个实质球状二极管,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率而该聚合物具有至少一个第二、不同的折射率,其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个实质球状二极管的平均直径的比例介于约十比一与二比一之间。
63.如申请专利范围第62项的***,其中,实质上所有所述多个实质球状二极管具有实质半球状壳pn接面。
64.如申请专利范围第62项的***,其中,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。
65.如申请专利范围第62项的***,其中,所述多个透镜的对照尺寸或间隔提供模式耦合至所述多个二极管。
66.如申请专利范围第62项的***,其中,所述多个透镜实质上为球状、半球状、多面状、椭圆形、长椭圆形、立方体、棱形、梯形、三角形或是金字塔形。
67.如申请专利范围第62项的***,其中,该基底包括多条分隔的通道和多个一体成形的凸出部,其中,该至少一个第一导体包括耦合到该基底的多个第一导体,每一第一导体是在所述多条分隔信道中的对应的信道。
68.如申请专利范围第62项的***,其中,所述多个二极管为半导体发光二极管、有机发光二极管、聚合物发光二极管、经囊封的有机发光二极管或是光伏二极管。
69.如申请专利范围第62项的***,其中,所述多个二极管包括氮化镓、砷化镓或是硅。
70.如申请专利范围第62项的***,其进一步包括至少一个导电穿孔,它们会延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述至少一个第一导体。
71.如申请专利范围第70项的***,其中,该基底进一步包括导电背部平面,其被耦合至所述至少一个导电穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧。
72.如申请专利范围第62项的***,其进一步包括:
至少一个绝缘体,它们被耦合至所述多个二极管并且包括多个无机介电颗粒,所述颗粒连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中。
73.如申请专利范围第62项的***,其中,该基底具有实质平坦的整体外形因子,其具有或不具有表面特征图样,而且厚度小于约两毫米。
74.如申请专利范围第62项的***,其中,该基底包括下面至少其中一个:纸张、有涂布的纸张、塑料材质有涂布的纸张、有浮雕的纸张、纤维纸张、硬纸板、海报纸张、海报纸板、木材、塑料、橡胶、织物、玻璃及/或陶瓷。
75.如申请专利范围第62项的***,其中,所述至少一个第一导体包括下面至少一或多个:已固化的导电油墨、已固化的导电聚合物、奈米碳管、金属、金属合金或是多种金属的组合。
76.如申请专利范围第62项的***,其中,所述至少一个第二导体包括悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导电化合物。
77.如申请专利范围第62项的***,其中,所述多个二极管被退火、或是被合金化或是被化学耦合至所述至少一个第一导体或是位于所述至少一个第一导体里面。
78.如申请专利范围第62项的***,其中,所述多个透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
79.如申请专利范围第62项的***,其中,该接口和E12、E14、E26、E27或是GU-10发光标准兼容。
80.如申请专利范围第62项的***,其中,该接口用于***至标准爱迪生型发光插槽之中。
81.如申请专利范围第62项的***,其中,该接口用于***至标准荧光型发光插槽之中。
82.一种装置,其包括:
基底;
至少一个第一导体,它们被耦合至该基底;
多个二极管,它们被耦合至所述至少一个第一导体,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有一层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物;
至少一个第二导体,它们被耦合至所述多个二极管;以及
多个透镜,它们悬浮在第一聚合物之中并且被耦合至所述多个二极管,所述多个透镜具有至少一个第一折射率而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
83.如申请专利范围第82项的装置,其中,所述多个透镜的平均直径或长度和所述多个二极管的平均直径或长度的比例介于约十比一与二比一之间。
84.如申请专利范围第82项的装置,其中,所述多个二极管的平均直径或长度大于约二十微米且小于约四十微米。
85.如申请专利范围第82项的装置,其中,所述多个二极管为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面、实质椭圆形或是实质不规则形。
86.如申请专利范围第82项的装置,其中,所述多个二极管包括氮化镓、砷化镓或是硅。
87.如申请专利范围第82项的装置,其进一步包括:
至少一个导电穿孔,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述至少一个第一导体;
导电背部平面,其被耦合至所述至少一个导电穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧;以及
至少一个绝缘体,它们被耦合至所述多个二极管并且包括多个无机介电颗粒,所述颗粒连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中。
88.如申请专利范围第82项的装置,其中,所述多个透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
89.如申请专利范围第82项的装置,其进一步包括:
接口,用于***至标准发光插槽之中。
90.一种装置,其包括:
基底;
至少一个第一导体,它们被耦合至该基底;
多个二极管,它们被耦合至所述至少一个第一导体;
至少一个第二导体,它们被耦合至所述多个二极管;以及
透镜结构,其被耦合至所述多个二极管,该透镜结构包括多个透镜而且进一步具有多个折射率,其中,所述多个透镜的平均直径或长度和所述多个二极管的平均直径或长度的比例介于约十比一与二比一之间。
91.如申请专利范围第90项的装置,其中,
所述多个二极管的平均直径或长度大于约二十微米且小于约四十微米。
92.如申请专利范围第90项的装置,其中,所述多个二极管为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面、实质椭圆形或是实质不规则形。
93.如申请专利范围第90项的装置,其中,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有一层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。
94.如申请专利范围第90项的装置,其中,所述多个二极管包括氮化镓、砷化镓或是硅。
95.如申请专利范围第90项的装置,其进一步包括:
至少一个导电穿孔,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述至少一个第一导体;
导电背部平面,其被耦合至所述至少一个导电穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧;以及
至少一个绝缘体,它们被耦合至所述多个二极管并且包括多个无机介电颗粒,所述颗粒连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中。
96.如申请专利范围第90项的装置,其中,所述多个透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
97.如申请专利范围第90项的装置,其进一步包括:
接口,用于***至标准发光插槽之中。
98.如申请专利范围第90项的装置,其中,该装置为可挠性、或是可折迭或是可皱折。
99.如申请专利范围第90项的装置,其中,所述多个二极管为实质球状,并且所述多个透镜为实质球状。
100.一种制造电子装置的方法,该方法包括:
形成多个第一导体,它们被耦合至基底;
将多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体;
于耦合至所述多个第一导体之后,将所述多个基板颗粒转换成多个二极管;
形成多个第二导体,它们被耦合至所述多个二极管;以及
沉积在第一聚合物之中的多个实质球状透镜,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,而该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
101.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个二极管为实质球状、实质超环面、实质柱状、实质多面状、实质矩形、实质平面或是实质椭圆形。
102.如申请专利范围第100项的方法,其中,该沉积步骤进一步包括:
在所述多个二极管及所述多个第二导体的上方沉积悬浮在该第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜。
103.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个二极管为实质球状,且其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个二极管的平均直径的比例实质上约为五比一。
104.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个二极管为实质球状,且其中,所述多个实质球状透镜的平均直径和所述多个二极管的平均直径的比例介于约十比一与二比一之间。
105.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个二极管为实质球状,且其中,所述多个实质球状透镜的对照尺寸或间隔提供模式耦合至所述多个二极管。
106.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个二极管的平均直径或长度大于约二十微米且小于约四十微米。
107.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个二极管为半导体发光二极管、有机发光二极管、经囊封的有机发光二极管、聚合物发光二极管或是光伏二极管。
108.如申请专利范围第100项的方法,其中,该沉积悬浮在该第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜的步骤进一步包括将事先制好的层附接至所述多个二极管,该事先制好的层包括悬浮在该第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜。
109.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个基板颗粒包括氮化镓、砷化镓或是硅。
110.如申请专利范围第100项的方法,其中,该形成所述多个第一导体的步骤进一步包括:
将第一导体媒介沉积在该基底的多条通道里面。
111.如申请专利范围第110项的方法,其中,该第一导体媒介包括导体油墨或是导体聚合物。
112.如申请专利范围第110项的方法,其中,该第一导体媒介包括下面媒介中的至少其中一个:银质导体油墨、铜质导体油墨、金质导体油墨、铝质导体油墨、锡质导体油墨、碳质导体油墨、奈米碳管聚合物或是导体聚合物。
113.如申请专利范围第110项的方法,其进一步包括:
部分固化该第一导体媒介。
114.如申请专利范围第113项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤进一步包括:
在所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个基板颗粒;以及
完全固化该第一导体媒介。
115.如申请专利范围第110项的方法,其中,该沉积第一导体媒介的步骤包括溅镀、涂布、气相沉积或是电镀金属、金属合金或是多种金属的组合。
116.如申请专利范围第115项的方法,其中,该金属、金属合金、或是多种金属的组合包括下面至少其中一个:铝、铜、银、镍或是金。
117.如申请专利范围第110项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤进一步包括:
于所述多条通道里面沉积悬浮在反应性载体媒介之中的所述多个基板颗粒;
移除该反应性载体媒介;以及
固化或再固化该第一导体媒介。
118.如申请专利范围第110项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤进一步包括:
于所述多条通道里面沉积悬浮在各向异性导体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及
压缩悬浮在该各向异性导体媒介之中的所述多个基板颗粒。
119.如申请专利范围第110项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤进一步包括:
于所述多条通道里面沉积悬浮在挥发性载体媒介之中的所述多个基板颗粒;以及
蒸发该挥发性载体媒介。
120.如申请专利范围第110项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤进一步包括:
于所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个基板颗粒;以及
对所述多条通道里面的所述多个基板颗粒进行退火或合金化。
121.如申请专利范围第110项的方法,其中,所述多条通道分隔并且实质上为平行。
122.如申请专利范围第110项的方法,其中,所述多条通道至少部分为半球状并且被设置在数组中。
123.如申请专利范围第110项的方法,其中,所述多条通道分隔并且至少部分为抛物状。
124.如申请专利范围第110项的方法,其中,该基底进一步包括多个有角度的脊部。
125.如申请专利范围第110项的方法,其中,所述多条分隔的通道进一步包括多个一体成形的凸出部或支撑部。
126.如申请专利范围第125项的方法,其中,所述多个第一导体被耦合至所述多条分隔通道里面的所述多个一体成形凸出部或支撑部,且其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述多个第一导体的步骤进一步包括:
于所述多条通道里面沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及
对所述多个基板颗粒进行退火、合金化或是将它们化学耦合至所述多个第一导体。
127.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个基板颗粒中的每一个基板颗粒皆包括半导体,且其中,该将所述多个基板颗粒转换成所述多个二极管的步骤进一步包括:
藉由下面方式于每一个基板颗粒之中形成pn接面:于所述多个基板颗粒之上沉积掺杂物材料;以及利用所述多个基板颗粒来对该掺杂物材料进行退火或是合金化。
128.如申请专利范围第127项的方法,其中,该退火或是合金化是镭射或热退火或是合金化。
129.如申请专利范围第127项的方法,其中,该掺杂物材料是基板液体或薄膜。
130.如申请专利范围第127项的方法,其中,该掺杂物材料是悬浮在载体之中的掺杂物元素或化合物。
131.如申请专利范围第127项的方法,其中,该掺杂物材料被沉积在所述多个基板颗粒的第一、上方部分之上,用以形成所述多个二极管,且其中,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。
132.如申请专利范围第127项的方法,其中,所述最终的多个二极管为发光二极管或是光伏二极管。
133.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个基板颗粒包括第一有机或聚合物化合物,且其中,该将所述多个基板颗粒转换成所述多个二极管的步骤进一步包括将第二有机或聚合物化合物沉积在所述多个基板颗粒之上。
134.如申请专利范围第133项的方法,其中,该第二有机或聚合物化合物是发光层,且其中,所述最终的多个二极管为有机发光二极管或是聚合物二极管。
135.如申请专利范围第100项的方法,其进一步包括:
在所述多个第二导体的上方或里面沉积多个第三导体。
136.如申请专利范围第100项的方法,其进一步包括:
将反射器或折射器耦合至该基底。
137.如申请专利范围第100项的方法,其中,该基底进一步包括布拉格反射器或是反射性塑料或聚酯涂料。
138.如申请专利范围第100项的方法,其中,该基底进一步包括多个导体穿孔,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述多个第一导体。
139.如申请专利范围第138项的方法,其中,所述多个导体穿孔包括多个实质随机分布、实质球状导体。
140.如申请专利范围第139项的方法,其中,该基底进一步包括导体背部平面,其被耦合至所述多个导体穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧。
141.如申请专利范围第100项的方法,其进一步包括:
沉积连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中的多个无机介电颗粒,用以形成被对应耦合至每一个所述多个二极管的多个绝缘体。
142.如申请专利范围第100项的方法,其中,该基底包括下面至少其中一个:纸张、有涂布的纸张、塑料材质有涂布的纸张、有浮雕的纸张、纤维纸张、硬纸板、海报纸张、海报纸板、木材、塑料、橡胶、织物、玻璃及/或陶瓷。
143.如申请专利范围第100项的方法,其中,该形成所述多个第二导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导体性化合物。
144.如申请专利范围第143项的方法,其中,悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的该透光导体或导体性化合物包括下面至少其中一个:奈米碳管、氧化锑锡、氧化铟锡或是聚二氧乙基噻吩polyethylene-dioxithiophene。
145.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述形成、耦合以及转换步骤是藉由或是经由一印刷制程来实施。
146.如申请专利范围第100项的方法,其中,所述多个实质球状透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
147.如申请专利范围第100项的方法,其进一步包括:
附接用于***至标准发光插槽之中的接口。
148.如申请专利范围第147项的方法,其中,该接口和E12、E14、E26、E27或是GU-10发光标准兼容。
149.如申请专利范围第147项的方法,其中,该接口和标准爱迪生型发光插槽兼容。
150.如申请专利范围第147项的方法,其中,该接口和标准荧光型发光插槽兼容。
151.一种制造电子装置的方法,该方法包括:
形成多个第一导体,它们被耦合至基底;
将多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;
在耦合至所述至少一个第一导体之后,将所述多个基板颗粒转换成多个二极管;
形成至少一个第二导体,它们被耦合至所述多个实质球状二极管;以及
沉积悬浮在第一聚合物之中的多个实质球状透镜,且其中,所述多个实质球状透镜具有至少一个第一折射率,且其中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率。
152.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个实质球状透镜的平均直径或长度和所述多个二极管的平均直径或长度的比例实质上约为五比一。
153.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个实质球状透镜的平均直径或长度和所述多个二极管的平均直径或长度的比例介于约十比一与二比一之间。
154.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个二极管的平均直径或长度大于约二十微米且小于约四十微米。
155.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个二极管为半导体发光二极管、有机发光二极管、经囊封的有机发光二极管、聚合物发光二极管或是光伏二极管。
156.如申请专利范围第151项的方法,其中,该沉积悬浮在第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜的步骤进一步包括:
将事先制好的层附接至所述多个二极管,该事先制好的层包括悬浮在该第一聚合物之中的所述多个实质球状透镜。
157.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个基板颗粒包括氮化镓、砷化镓或是硅。
158.如申请专利范围第151项的方法,其中,该形成所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积第一导体媒介。
159.如申请专利范围第158项的方法,其中,该第一导体媒介包括下面媒介中的至少其中一个:银质导体油墨、铜质导体油墨、金质导体油墨、铝质导体油墨、锡质导体油墨、碳质导体油墨、奈米碳管聚合物或是导体聚合物。
160.如申请专利范围第158项的方法,其中,该沉积一第一导体媒介的步骤包括溅镀、涂布、气相沉积或是电镀金属、金属合金或是多种金属的组合。
161.如申请专利范围第160项的方法,其中,该金属、金属合金或是多种金属的组合包括下面至少其中一个:铝、铜、银、镍或是金。
162.如申请专利范围第158项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在反应性载体媒介之中的所述多个基板颗粒;
移除该反应性载体媒介;以及
固化或再固化该第一导体媒介。
163.如申请专利范围第151项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在各向异性导体媒介之中的所述多个实质球状基板颗粒;以及
压缩悬浮在该各向异性导体媒介之中的所述多个基板颗粒。
164.如申请专利范围第151项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在挥发性载体媒介之中的所述多个基板颗粒;以及
蒸发该挥发性载体媒介。
165.如申请专利范围第151项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个基板颗粒;以及
将所述多个基板颗粒退火或合金化至所述至少一个第一导体或是利用所述至少一个第一导体来对所述多个基板颗粒进行退火或合金化。
166.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个基板颗粒中的每一个基板颗粒皆包括半导体,且其中,该将所述多个基板颗粒转换成所述多个二极管的步骤进一步包括:
藉由下面方式于每一个基板颗粒之中形成pn接面:于所述多个基板颗粒之上沉积掺杂物材料;以及利用所述多个基板颗粒来对该掺杂物材料进行退火或是合金化。
167.如申请专利范围第166项的方法,其中,该退火或是合金化是镭射或热退火或是合金化。
168.如申请专利范围第166项的方法,其中,该掺杂物材料是基板液体或薄膜或是悬浮在载体之中的掺杂物元素或化合物。
169.如申请专利范围第166项的方法,其中,该掺杂物材料被沉积在所述多个基板颗粒的第一、上方部分之上,用以形成所述多个二极管,且其中,实质所有所述多个二极管中每一个二极管的表面中的约百分之十五至百分之五十五有穿透层或区域,该层或区域具有第一多数载子或掺杂物,而其余的二极管基板则具有第二多数载子或掺杂物。
170.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个基板颗粒包括第一有机或聚合物化合物,且其中,该将所述多个基板颗粒转换成所述多个二极管的步骤进一步包括将第二有机或聚合物化合物沉积在所述多个基板颗粒之上。
171.如申请专利范围第151项的方法,其进一步包括:
在所述至少一个第二导体的上方或里面沉积至少一个第三导体。
172.如申请专利范围第151项的方法,其中,该基底进一步包括布拉格反射器或是反射性塑料或聚酯涂料。
173.如申请专利范围第151项的方法,其中,该基底进一步包括:
多个实质随机分布、实质球状导体,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述至少一个第一导体;以及
导体背部平面,其被耦合至所述多个导体穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧。
174.如申请专利范围第151项的方法,其进一步包括:
沉积连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中的多个无机介电颗粒,用以形成被耦合至所述多个二极管的至少一个绝缘体。
175.如申请专利范围第151项的方法,其中,该形成所述至少一个第二导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的透光导体或导体性化合物。
176.如申请专利范围第175项的方法,其中,悬浮在聚合物、树脂或其它媒介之中的该透光导体或导体性化合物包括下面至少其中一个:奈米碳管、氧化锑锡、氧化铟锡或是聚二氧乙基噻吩。
177.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述多个实质球状透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
178.如申请专利范围第151项的方法,其中,所述形成、耦合以及转换步骤是藉由或是经由印刷制程来实施。
179.如申请专利范围第151项的方法,其进一步包括:
附接用于***至标准发光插槽之中的接口。
180.如申请专利范围第179项的方法,其中,该接口和E12、E14、E26、E27或是GU-10发光标准兼容。
181.如申请专利范围第179项的方法,其中,该接口和标准爱迪生型发光插槽兼容。
182.如申请专利范围第179项的方法,其中,该接口和标准荧光型发光插槽兼容。
183.一种制造电子***的方法,该方法包括:
形成至少一个第一导体,它们被耦合至基底;
将多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体;
将所述多个基板颗粒转换成多个实质光学共振二极管;
形成至少一第个二导体,它们被耦合至所述多个实质光学共振二极管;
沉积多个透镜,所述透镜悬浮在第一聚合物之中,其中,所述多个透镜具有至少一第一折射率,且其中,该第一聚合物具有至少一个第二、不同的折射率;以及
附接用于***至标准发光插槽之中的接口。
184.如申请专利范围第183项的方法,其中,所述多个实质光学共振二极管为实质球状、实质超环面或是实质柱状。
185.如申请专利范围第183项的方法,其中,所述多个二极管为半导体发光二极管、有机发光二极管、经囊封的有机发光二极管、聚合物发光二极管或是光伏二极管。
186.如申请专利范围第183项的方法,其中,该沉积悬浮在第一聚合物之中的多个透镜的步骤进一步包括:
将事先制好的层附接至所述多个光学共振二极管,该事先制好的层包括悬浮在该第一聚合物之中的所述多个透镜。
187.如申请专利范围第183项的方法,其中,该形成所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积第一导体媒介。
188.如申请专利范围第187项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在反应性载体媒介之中的所述多个基板颗粒;
移除该反应性载体媒介;以及
固化或再固化该第一导体媒介。
189.如申请专利范围第183项的方法,其中,该将所述多个基板颗粒耦合至所述至少一个第一导体的步骤进一步包括:
沉积悬浮在载体媒介之中的所述多个基板颗粒;以及
将所述多个基板颗粒退火至所述至少一个第一导体或是利用所述至少一个第一导体来对所述多个基板颗粒进行退火。
190.如申请专利范围第183项的方法,其中,所述多个基板颗粒中的每一个基板颗粒皆包括半导体,且其中,该将所述多个基板颗粒转换成所述多个光学共振二极管的步骤进一步包括:
藉由下面方式于每一个基板颗粒之中形成pn接面:于所述多个基板颗粒之上沉积掺杂物材料;以及利用所述多个基板颗粒来对该掺杂物材料进行退火或是合金化。
191.如申请专利范围第183项的方法,其进一步包括:
在所述至少一个第二导体的上方或里面沉积至少一个第三导体。
192.如申请专利范围第183项的方法,其中,该基底进一步包括:
多个实质随机分布、实质球状导体,它们延伸在该基底的第一侧与第二侧之间并且于该第一侧处被对应耦合至所述至少一个第一导体;以及
导体背部平面,其被耦合至所述多个导体穿孔并且被耦合至或是整合至该基底的第二侧。
193.如申请专利范围第183项的方法,其进一步包括:
沉积连同光起始剂化合物悬浮在第二聚合物或树脂之中的多个无机介电颗粒,用以形成被耦合至所述多个光学共振二极管的至少一个绝缘体。
194.如申请专利范围第183项的方法,其中,所述多个实质球状透镜包括硼硅酸盐玻璃或是聚苯乙烯乳胶。
195.如申请专利范围第183项的方法,其中,所述形成、耦合以及转换步骤是藉由或是经由印刷制程来实施。
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